太原理工第三章 DSP的软件结构

.,第三章DSP的软件结构,.,Introduction,汇编语言程序编写方法TMS320C54x的寻址方式TMS320C54x指令的表示方法TMS320C54x的指令系统汇编伪指令,.,汇编程序语法,TMS320的汇编程序包含汇编指令（伪指令，assemblerdirectives）、汇编语言指令（assemblylanguageinstructions）、宏指令（macrodirectives）和注释（comments）。,.,汇编程序源程序格式,label:mnemonicoperandlist;comment标号:助记符操作数；注释SYM1.set2；符号SYM1=2Begin:LD#SYM1,AR1；将2装入AR1,.,汇编程序语法,所有的语句必须由语句标号、空格、*号或；号开头。,语句标号不是必须的，如果用，就必须在第一列。,语句中的各部分之间，由一个或多个空格分开。,注释不是必须的。注释可以从第一列的*号或；号开头；如果不是从第一列开始，就必须用；号开头。,.,语句标号,由字母、数字、_、$组成，最多不超过32个字符，对大小写敏感，第一个字符不能是数字。后跟:。,.,助记符,助记符不允许从第一列开始，否则被认为是语句标号。,助记符可以是机器指令（如ABS，MPYU等）、伪指令（如.data,.list,.set等）、宏指令（如.macro,.var,.mexit等）和宏调用。,.,操作数,操作数可以是常数、符号或表达式。当操作数多于一个时，用逗号分开。汇编器允许指定常数、符号或表达式作为地址、立即数或间接地址。操作数前缀规定如下：#前缀：表示操作数为立即数。如：Label：ADD#123，B；表示将操作数123（十进制）和累加器B中的内容相加*前缀：操作数为间接地址。使用操作数的内容作为地址。如：Label：LD*AR4，A；操作数*AR4为间接地址，将AR4中的内容作为地址，然后将该地址的内容装入到指定的累加器A,.,常数,二进制常数（如01B或01b）八进制常数（如10Q或10q）十进制常数（如23）十六进制常数（如78H或78h）字符常数（如A或b）字符串（如“sampleprogram”）,.,符号,符号用于作标号、常数和替代符号。符号名可长达200个字符，可由A-Z、a-z、0-9、$、_组成，且第一个字符不能是数字，符号对大小写敏感。符号仅在定义它的汇编程序中有效，除非用.global或.def伪指令声明为外部符号。例:K.set1024,.,表达式,表达式是一个常数、符号、或用算术运算符连接起来的常数或符号。表达式的值的范围为-32768到32767例：X.set50hsym1.set100h+X,.,可以用在表达式中的运算符,优先级,符号,含义,（）+、-、！*、/、%+、-、=、!=sample所代表的就是一个dmadMVKD1000h，*AR5;将数据存储器1000h单元的数据传送到由AR5所指的存储单元中。1000h代表的是一个dmad,.,绝对地址寻址,程序存储器地址（pmad）寻址：用一个符号或一个数来确定程序地址空间中的一个地址例：MVPDtable，*AR5table所代表的就是一个pmad,.,绝对地址寻址,端口地址(PA)寻址用一个符号或常数来确定I/O口地址,PORTRPA,Smem；从PA单元端口读入一个数据，传送到Smem所指的数据单元中去,PORTWSmem,PA；从Smem所指的数据单元取出一个数据，传送到PA单元端口,PORTRFIFO,*AR5；把一个数从端口为FIFO的I/O口传送到AR5所指向的数据单元,.,绝对地址寻址,*(lk)寻址用一个符号或一个表示16位地址的长立即数来确定数据存储器中的一个地址例：LD*（BUFFER），A；把地址为BUFFER的数据单元中的数据装到AccA中,.,累加器寻址,用累加器中的数作为一个地址，可用来对存放数据的程序存储器寻址：,READASmem,WRITASmem,READA，把累加器A所确定的程序存储器单元中的一个字，传送到数据存储器单元Smem中。,WRITA，把数据单元Smem中的一个字，传送到累加器A确定的程序存储器单元。,.,直接寻址,TMS320C54的数据存储器分为512页，每页128字。设置一个数据页指针DP（DataPointer），用9-bit指向一个数据页，再加上一个7-bit的页内偏移地址，形成16-bit的数据地址,LD#4，DP；指向页4（0200h-027Fh）,ADD9h，A；将数据页4中地址9h的数据加给AccA,.,直接寻址,.,间接寻址,8个辅助寄存器（AR0-AR7），由一个辅助寄存器指针（ARP3-bit）来指定,辅助寄存器算术单元（ARAU）作16-bit无符号数运算，决定一个新的地址，装入辅助寄存器中的一个,.,间接寻址,.,间接寻址,AR0-AR7的内容相当灵活，可以装入立即数，加上立即数，减去立即数；也可以从数据存储器装入地址；还可以作以下的变址寻址：,.,间接寻址,将该AR的内容加1或减1，再寻址（循环常用）,将该AR的内容加上或减去AR0的内容，再寻址。,将该AR的内容逆向进位加上或减去AR0的内容，再寻址。,.,间接寻址,ADD*，8，A；将当前辅助寄存器所指的地址里的数据，左移8-bit后加给AccA,ADD*+，8，A，AR4；数据左移加给AccA后，当前辅助寄存器加1，选择辅助寄存器AR4,ADD*+，8，A；将当前辅助寄存器所指的地址里的数据，左移8-bit后加给AccA,当前辅助寄存器加1.,.,间接寻址,ADD*0+，8，A；执行加法后，将AR0的值加给当前辅助寄存器,ADD*BR0+，8，A；执行加法后，将AR0的值加给当前辅助寄存器，但反向进位,.,正向进位与反向进位,100100+100+1001000010,.,位倒序寻址,AR0=100AR1=000按AR1寻址后，将AR0加给AR1，反向进位,.,位倒序寻址,原序原地址位倒序后地址位倒序,00000000,10011004,20100102,30111106,41000011,51011015,61100113,71111117,.,存储器映射寄存器(MMR)寻址,存储器映射寄存器寻址用来修改存储器映射寄存器。存储器映射寄存器寻址既可以在直接寻址中使用，又可以在间接寻址中使用。STM#8888h,T;存储器映射寄存器寻址。T暂存器。,.,LDMMMR，dst;将MMR加载到累加器MVDMdmad，MMR;数据存储器向MMR传送数据MVMDMMR，dmad;MMR向指定地址传送数据MVMMMMRx，MMRy;MMRx向MMRy传送数据POPMMMR;将数据从栈顶弹至MMRPSHMMMR;将MMR数据压入堆栈STLMsrc，MMR;累加器低位存入MMRSTM#lk，MMR;长立即数lk存入MMR,C54x共有8条指令可以进行MMR寻址。,存储器映射寄存器(MMR)寻址,.,堆栈寻址,系统堆栈用来在中断和子程序期间自动存放程序计数器。它也能用来存放额外的数据项或传递数据值。处理器使用一个16-bit的存储器映射寄存器堆栈指针（SP）来对堆栈寻址，它总是指向存放在堆栈中的最后一个元素。在压入堆栈操作时，SP先减1，然后将数据压入堆栈；在弹出堆栈操作时，数据从堆栈中弹出后，SP再加1.PUSH;把一个数据存储器数据压入堆栈POP;从堆栈中弹出一个数据至数据存储器单元,.,堆栈寻址,C54x的堆栈是向低地址生长，并由16位堆栈指针SP管理。SP总是指向栈顶。,堆栈寻址：利用SP指针，按照先进后出的原则进行寻址。,当进栈操作时，SP先减1，然后数据进入堆栈；,当出栈操作时，数据先出栈，然后SP加1。,.,0001,0010,0011,0100,0101,0110,0001,0010,0011,0100,0101,0110,0011,sp,操作前的堆栈和SP,0010,sp,操作后的堆栈和SP,X1,X1,X2,图、堆栈操作对堆栈指针的影响,.,堆栈寻址,采用堆栈寻址的指令：,PSHDSmem;将Smem中的数据压入堆栈PSHMMMR;将MMR中的数据压入堆栈POPDSmem;将数据从栈顶弹至Smem中POPMMMR;将数据从栈顶弹至MMR中,.,指令,TMS320C54x的指令集有近两百条指令，按功能分为如下几类：,算术运算指令,逻辑运算指令,程序控制指令,装入和存储指令,.,算术运算指令,加法指令减法指令乘法指令乘加指令乘减指令双数/双精度指令特殊操作指令,.,加法指令,.,ADD*AR3+,A,.,ADD*AR3+,14,A,将AR3指向的地址单元0100h的内容1500h左移14位，得到5400000h加上1200h，将结果5401200h存在累加器A中。,.,ADDC*+AR2(5)，A,将AR2加上5后指向的地址单元内容，并进位加到累加器A中，此指令计算0013h0004h1h0018h。,.,ADDM0123Bh，*AR4+,.,减法指令,.,乘法指令,.,MPY13,A,.,乘加和乘减指令,.,MAC*AR5+，A,.,MAC#345h，A，B,B=A+T*#345h,.,MAC*AR5+，*AR6+，A，B,B=A+(*AR5)*(*AR6)T=(*AR5),.,MACR*AR5+，A,A=rnd(A+T*(*AR5),.,MACR*AR5+，*AR6+，A，B,B=rnd(A+(*AR5)*(*AR6)T=(*AR5),.,MACA*AR5+,B=B+(*AR5)*A(3116)T=(*AR5)AR5=AR5+1,.,MACX0,Y0,AX:(R0)+,X0Y:(R4)+N4,Y0,这条指令命令DSP56300,将寄存器X0和Y0中的数相乘,结果加到AccA中,将寄存器R0所指的X存储器地址中的值装入寄存器X0,将寄存器R4所指的Y存储器地址中的值装入寄存器Y0,R0的值加1,寄存器N4的值加给R4,.,.bssx,4,1a0.word012ha1.word3211ha2.wordfe11ha3.wordff03h.sect“program”LD#x,AR1LD#0,A，AR1LD#a0,T,MAC*+，ALD#a1，TMAC*+，ALD#a2，TMAC*+，ALD#a3，TMAC*，A,.,逻辑运算指令,.,AND*AR3+，A,A=Az2=x1-y1;z3=x1*y1;z4=x2*y2。其中，x1=20，y1=54，x2=0.5，y2=-0.5837编写汇编源程序如下：.title“suanshu.asm”.mmregs.bssx1,1.bssx2,1.bssy1,1,.,.bssy2,1.bssz1,1.bssz2,1.bssz3_h,1.bssz3_l,1.bssz4,1v1.set014h；v1=20v2.set036h；v2=54v3.set04000h；v3=0.5v4.set0b548h；v4=-0.5837,.,start:LD#x1,DPST#v1,x1ST#v2,y1LDx1,A；x1AADDy1,A；A+Y1ASTLA,z1；保存ALz1LDx1,ASUBy1,ASTLA,z2,.,RSBXFRCT；准备整数乘法，FRCT=0LDX1,TMPYY1,A；x1*y1ASTHA,z3_h；乘法结果高16位在z3_h单元STLA,z3_l；乘法结果低16位在z3_l单元ST#v3,x2ST#v4,y2SSBXFRCT；准备小数乘法，FRCT=1LDx2,16,A;将x2加载到AHMPYAy2；x2*y2B,andy2TSTHB,z4；结果放到z4单元,.,例2：对数组x8=0,1,2,3,4,5,6,7进行初始化,.bssx,8.dataTable:.word0,1,2,3,4,5,6,7.textStart:STM#x,AR5RPT#7MVPDtable,*AR5+,.,例3：计算y=,.bssx,10STM#x,AR1STM#9,AR2LD#0,ALOOP:ADD*AR1+,ABANZLOOP,*AR2-,.,例3：计算y=,.bssx,10.bssy,1STM#x,AR1LD#0,ARPT#9;RPTZA,#9ADD*AR1+,ASTLA,y,.,例4：对数据x8中的每个元素加1,.bssx,8Begin:LD#1,16,BSTM#7,BRCSTM#x,AR4RPTBnext-1ADD*AR4,16,B,ASTHA,*AR4+next:LD#0,B,.,例5：求解.其中数据均为小数，且a1=0.3a2=0.2a3=-0.4