DSP原理及应用PPT教程-第五章 DSP的汇编指令.ppt

第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,1、高速数字信号处理中常采用汇编语言编程。 2、汇编语言中的两种指令集 助记符指令集：有助于记忆的符号来表示指令。 代数指令集：类似于代数表达式，运算关系清楚明了。 注意：dsp的软件开发工具只支持单一的指令形式，不支持助记符指令和代数指令的混合形式。 3、术语、符号和缩写见p93的表51 4、运算符见表52,第五章 tms320c55xdsp的汇编指令,5.1状态比特和执行条件,一条指令的执行可能会受到某些状态位的影响，也可能会改变某些状态位的值，这些状态位都在状态寄存器。,第五章 tms320c55x dsp的汇编指令,1、40比特运算模式(m40) 用于控制d单元的运行模式，会影响累加器溢出、进位标志等。 m40=0时，d单元按32位运算模式，因此累加器溢出、进位、符号扩展和移位操作都以第31比特为准。 m40=1时，d单元按40位运算模式，因此累加器溢出，进位，符号扩展和移位操作都以第39比特为准。 bclr m40 ; clear m40 bset m40 ; set m40,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,2、累加器溢出状态(acovx) 当ac0ac3寄存器溢出时，目的累加器的溢出状态位acov03被置1。 以下情况会清零acovx位 复位； cpu执行一个跳转，条件调用，条件返回或执行一条测试acovx的指令； 通过bclr指令清除； 溢出位检测受st1_55中的m40位影响，即： m40=0时: 溢出位在第31位检测 m40=1时: 溢出位在第39位检测,bclr acov1 ；清零 bset acov1 ；置位,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,3、兼容模式(c54cm) c54cm=0：cpu工作于增强模式，只支持c55x的指令， c54cm=1： cpu工作于兼容模式，既支持c54x又支持c55x指令。 bclr c54cm ; clear c54cm (happens at run time) c54cm_off ; tell assembler c54cm = 0 bset c54cm ; set c54cm (happens at run time) c54cm_on ; tell the assembler c54cm = 1,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,4、进位标志(carry),carry表示是否有进位或借位发生,carry=0时，没有借位或进位发生。 carry=1时，有借位或进位发生。 位操作指令改变carry 进位标志的检测受st1_55中的m40位影响 m40=0时: 进位标志的检测与第31位相关 m40=1时: 进位标志的检测与第39位相关,bclr carry ; clear carry bset carry ; set carry,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,5、分数模式(frct) frct0：关闭小数模式 frct1：打开小数模式,bclr frct ; clear frct bset frct ; set frct,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,6、中断模式(intm) intm0：允许所有可屏蔽中断 intm1：关闭所有可屏蔽中断,bclr intm ; clear intm bset intm ; set intm,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,7 、测试/控制标志(tcx),主要用于保存某些测试指令的结果； 可以作为指令执行的条件； 举例：cmp ac1 = = t1, tc1；如果ac1 = t1，那么tc11。,bclr tc1 ; clear tc1 bset tc1 ; set tc1 bclr tc2 ; clear tc2 bset tc2 ; set tc2,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,可以作为指令执行的条件有： (1)累加器的值 acx=#0 acx!=#0 acx#0 acx=#0 (2)溢出标志和进位标志 overflow(acx) !overflow(acx) carry !carry (3)辅助寄存器的值 *arx=#0 *arx！=#0 *arx#0 *arx=#0,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,(4)临时寄存器的值(4个临时寄存器t0t3) tx=#0 tx！=#0 tx#0 tx=#0 (5) 测试/控制标志 两个测试/控制标志的状态以及它们的逻辑组合可以作为指令执行的条件: tcx(测试/控制标志为1) ！tcx(测试/控制标志为0) tc1&tc2 tc1&!tc2 !tc1&tc2 !tc1&!tc2 tc1|tc2 tc1|!tc2 !tc1|tc2 !tc1|!tc2 tc1tc2 tc1!tc2 !tc1tc2 !tc1!tc2,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,5.3 c55x指令的并行执行 1、并行指令的分类 c55只支持有限的指令并行执行，能支持三种类型的指令并行。 (1) 隐含的或内置的单指令并行 一条指令同时执行两个不同的操作，用“:”来分隔指令的两个部分。 mpy *ar0， *cdp， ac0 : mpy *ar1， *cdp， ac1 这类指令是利用双mac来实现的，c55x中，这视为一条单指令。,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,(2) 用户自定义的双指令的并行 这两条指令的并行是通过用户或c编译器定义的。两条指令同时执行两个操作，用并行符“|”区分并行执行的两条指令。例： mpym *ar1， *cdp， ac1 ；d单元的一个mac来完成 |xor ar2，t1 ；a单元的alu来完成,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,(3)内置并行指令与用户自定义并行指令的混合形式 在不引起资源冲突的情况下，将隐含并行的指令按用户自定义方式与另一条指令并行执行。例： mpy *ar0， *cdp， ac0 ；隐含的或内置的并行指令 : mpy *ar1， *cdp， ac1 |mov #5, ar1 ；用户自定义并行,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,2、指令并行的规则 只有满足以下三条基本规则，并行指令才可以使用，若非法使用并行指令，可能会导致不可预测的执行结果。 规则1：指令长度要少于6个字节 受i单元指令译码器的限制，只有两条指令长度不超过6字节的，才可以作为并行处理。ibq大小为64字节/译码器大小为6字节 规则2：没有硬件资源冲突 如果两条指令不存在操作数、总线、内部交叉单元和寄存器之间的冲突，则可以并行。,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,规则3：并行指令含有两个数据存储器访问时，必须使用间接寻址模式。 以上三条规则是基本规则，缺一不可。 例如： mov *ar，ac1 ；2个字节 |add var，ar2 ；3个字节 两条指令访问两个数据存储单元，第二条指令没有使用间接寻址，不满足规则3，所以不能并行。 在实际编程时，只要指令满足这三条基本规则，即可写成并行方式，然后进行编译。如果编译有错，则可参照pp.77-78的8条详细规则进行检测。,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,5.4 tms320c55x dsp的汇编指令 tms320c55x dsp的汇编指令按操作分为以下6类 算术运算指令 比特操作指令 扩展辅助寄存器操作指令 逻辑操作指令 move操作指令 程序控制指令,一条指令的属性包括： 语法(syntax) 执行的操作 操作数 相关的状态位 是否有并行使能位 长度(size) 执行周期(cycles) 在流水线(pipeline)上的执行阶段 在哪个功能单元执行(executed) 是否可以重复执行等,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,例如： - | add uns(*ar3)，carry，ac1，ac0 | no | 3 | 1 | x | d - alu | - 说明： no：不能并行执行 3：指令的长度为3字节 1：周期为1 x：在x(执行)流水线阶段处理 d alu：在d单元alu执行。 执行结果：ac0=(*ar3)+carry+ac1 状态位： affected by carry，c54cm，m40等 affects acovx，acovy，carry,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,一、算术运算指令 用于完成加减乘除等运算，按照功能可分成以下几类： 加法指令 减法指令：减法，条件减法，条件加/减 乘法指令：乘法，乘加，乘减，双乘加/减 双16比特算术指令 比较运算指令：比较并求极值,最大/最小值,存储单元比较,寄存器比较 移位指令：条件移位、带符号的移位。 寄存器修改：辅助寄存器修改、堆栈指针sp修改 隐含的并行指令 专用指令：绝对值、归一化、有限冲激响应滤波fir、最小均方lms等,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,1、加法指令 在d单元或a单元中执行加法运算。 当有一个目的操作数为累加器acx时，在d-alu中执行。 当目的操作数为辅助或临时寄存器时，在a-alu中执行 当目的操作数为smen时，在d-alu中执行 当移位位数不是立即数16时(移位指令)，在d单元的移位器中执行。 （1）语法 （2）操作数 （3）状态位,举例：add uns(*ar3)，carry，ac1，ac0,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,2、减法指令 常规减法：在d单元或a单元执行减法操作。 条件减法：在d单元中执行，先执行减法，然后根据结果进行移位。 条件加/减：在d单元根据tc1或tc2的状态执行加/减运算。 （1）语法；（2）操作数；（3）状态位 例1(常规减法)： bclr carry ；borrow=1 amov #010000h，xar1 mov #0300h，ar1 mov #0200h，* ar1 mov #0300h，ac0 sub *ar1，borrow，ac0，ac1 ； ac1ac0(*ar1)borrow=00ffh,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,3、乘法指令 （1）语法、（2）操作数、（3）状态位 常规乘法(mpy)：在d单元的一个mac中执行乘法运算。 乘加和乘减运算(mac/mas)：在d单元的一个mac中执行乘法，然后执行加法或减法运算。 双乘加/减(dual-mac/s): 利用d单元的两个mac同时执行两个乘法或乘加/乘减运算。 例1(常规乘法) mpy ac0，ac1 说明：ac1= ac0(3216)ac1(3216),第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,4、双16比特算术指令: （1）语法、（2）操作数、（3）状态位 在d单元中利用其alu的双16比特模式，同时执行(并行)两个16比特算术运算，包括加减、减加、两个加和两个减运算。 例： bset m40 bset sxmd mov #4000h，t1 amov #010000h，xar1 mov #0200h，ar1 mov #0xe300，*ar1 addsub t1，*ar1，ac1,加减形式的双16比特算术运算，并行执行加法和减法运算 加法：ac1(3216)=(*ar1) + t1 减法，ac1 (150) =(*ar1)t1,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,5、比较运算指令 6、移位指令,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,7、寄存器的修改指令 包括：辅助寄存器的修改、堆栈指针的修改。 例1：aadd #255，ar0 ;辅助寄存器修改：ar0=ar0+255 例2：amar *ar3+ ;辅助寄存器修改：指向存储单元的ar3加1 例3：aadd 127，sp ;堆栈指针修改，sp=sp+127,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,8、隐含的并行指令：（1）语法、（2）操作数、（3）状态位 c55x支持的隐含的并行指令有： 乘法存储指令 乘加存储指令 乘减存储指令 加法存储指令 减法存储指令 装载存储指令 乘加装载指令 乘减装载指令,9、专用算术运算指令 求绝对值、有限冲激响应 滤波fir、最小均方lms、归一化、二进制补码、舍入与饱和、平方差等。 例(最小均方lms): lms *ar0，*ar1, ac0, ac1 执行前 执行后,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,*ar0,acov0,ac1=ac1+(*ar0)*(*ar1) ac0=ac0+(*ar0)#16,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,二、比特操作指令 比特域的比较指令 比特域的抽取与扩展指令 存储器比特位操作指令 寄存器比特位操作指令 状态比特的清零与置位 1、比特域的比较指令 band smen，k16，tcx if(smen) and k16)=0) tcx=0 else tcx=1,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,例： band *ar3，0060h，tc1 2、比特域的抽取与扩展 例1：bfxtr #0606h，ac0，ac1 比特域的抽取，将0606h非零位对应的ac0中的比特抽出来，依次放到ac1的lsb中,0x0040h 0x0060h (100 0000) and(110 0000)=(010 0000)!=0,0x0606h =0000 0110 0000 0110 ac0(150)=0000 0100 1111 1111 ac1(150)=0000 0000 0000 1011,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,3、存储器的比特位的操作 包括对存储器比特位的测试、清零、置位和取反操作。 例1：btst ac0，*ar0，tc1,比特测试，比特地址ac0(30)=8，tc1=(*ar0)的第八比特。,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,例2：btstset #8，*ar0，tc1 比特测试并置位，比特地址为8，所以tc1=(*ar0)的第八比特，然后对(*ar0)的第八比特置位。 4、寄存器比特位的操作 寄存器比特位的测试、清零、置位和取反。 例：bnot ar1，t0,比特取反，比特地址ar1(30)=8，t0的第八比特取反后为0100h。,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,5、状态比特位的清零与置位 对c55x的状态寄存器st0st3的比特位进行清零/置位操作。 例1：bclr #5，st1_55 以5作为比特位地址，对st1_55中的比特位5(c54cm)进行清零。 例2：bset c54cm ;对st1_55中的状态位字段c54cm置位,第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,三、扩展辅助寄存器操作指令 对扩展辅助寄存器xar0xar7、xsp、xssp和xcdp进行修改操作。 例：mov ac0，xar1 xar1=ac0(220),第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,四、逻辑运算指令 包括：按位与、按位或、按位异或、按位取反、比特计数、逻辑 移位和旋转。 1、按位与/或/异或 例：or ac0#4，ac1 ac1=ac1 or (ac0#4),第五章 tms320c55x系列dsp的汇编指令,2、按位取反、比特计数、逻辑移位和旋转 例1： not ac0，ac1 ；按位取反，ac1=not(ac0) 例2： bcnt ac0，ac1，tc1，t1 比特计数，t1=(ac1 and ac