C28xDSP的CPU与指令系统

1、2021-7-12C28xDSP的CPU与指令系统1 第3章 C28x DSP的CPU与指令系统 本章内容：本章内容： 3.1 中央处理器中央处理器 3.2 寻址方式寻址方式 3.3 C28x DSP指令系统指令系统 2021-7-12C28xDSP的CPU与指令系统2 3.1 中央处理器中央处理器 C28x DSP的中央处理器（的中央处理器（CPU）结构包括三个部分：）结构包括三个部分： CPU内核、仿真逻辑单元和内核、仿真逻辑单元和CPU信号信号 。 C28x CPU组成概念框图组成概念框图 1. CPU结构结构 2021-7-12C28xDSP的CPU与指令系统3 仿真逻辑单元的主要功能

2、是监视和控制仿真逻辑单元的主要功能是监视和控制CPU 以及其他外设的工作情况，并实现对设备的测试以及其他外设的工作情况，并实现对设备的测试 和调试功能。和调试功能。 CPU的信号主要包括的信号主要包括4种：种： 存储器接口信号存储器接口信号 时钟和控制信号时钟和控制信号 复位和中断信号复位和中断信号 仿真信号仿真信号 2021-7-12C28xDSP的CPU与指令系统4 F281x DSP的的CPU 单元结构框图单元结构框图 2021-7-12C28xDSP的CPU与指令系统5 C28x的的CPU主要由总线、主要由总线、CPU寄存器、程序地址发寄存器、程序地址发 生器和控制逻辑、地址寄存器算术

3、单元生器和控制逻辑、地址寄存器算术单元(ARAU)、算术逻、算术逻 辑单元辑单元(ALU)、乘法器和移位器等逻辑部件组成，还包括、乘法器和移位器等逻辑部件组成，还包括 指令队列和指令译码单元、中断处理逻辑等。指令队列和指令译码单元、中断处理逻辑等。 ALU为为32位的运算逻辑单元，主要执行算术运算和布位的运算逻辑单元，主要执行算术运算和布 尔运算。在运算之前，尔运算。在运算之前，ALU从寄存器、数据存储器或程从寄存器、数据存储器或程 序控制逻辑单元接收数据，然后进行运算，最后把结果存序控制逻辑单元接收数据，然后进行运算，最后把结果存 入寄存器或数据存储器中。入寄存器或数据存储器中。 32位的乘

4、法器，可执行位的乘法器，可执行3232位的补码乘法，并产生位的补码乘法，并产生 64位的结果。乘法器采用位的结果。乘法器采用32位乘数寄存器位乘数寄存器(XT,)、32位乘积位乘积 寄存器寄存器(P)和和32位累加器位累加器(ACC)。CPU的移位器实现对操作的移位器实现对操作 数的移位操作。数的移位操作。 2021-7-12C28xDSP的CPU与指令系统6 Fast program execution out of both RAM and Flash memory l100-120 MIPS with Flash Acceleration Technology l150 MIPS out

5、 of RAM for time-critical code Control Peripherals Memory Sub-System Event Managers Ultra-Fast 12-bit ADC l12.5 MSPS throughput lDual sample假设假设AMODE=0(C28x寻址方式寻址方式) -v28 -m20 ;假设假设AMODE=1(C2xLP兼容寻址方式兼容寻址方式) 汇编器还允许文件中嵌套指令改变寻址方式。汇编器还允许文件中嵌套指令改变寻址方式。 .c28_amode;告知汇编器后缀代码为告知汇编器后缀代码为AMODE=0(C28x寻址方式寻址方式

6、) .lp_amode;告知汇编器后缀代码为告知汇编器后缀代码为AMODE=1(C2xLP兼容寻址方式兼容寻址方式) 2021-7-12C28xDSP的CPU与指令系统26 直接寻址方式操作数的直接寻址方式操作数的22位物理地址被分成两部分，位物理地址被分成两部分， 16位的数据页指针位的数据页指针(DP)寄存器作为固定的页指针，指令中寄存器作为固定的页指针，指令中 提供提供6位或位或7位的偏移量，这些偏移量与位的偏移量，这些偏移量与DP中的值一起确定中的值一起确定 操作数的地址操作数的地址 。 2021-7-12C28xDSP的CPU与指令系统27 堆栈寻址方式操作数在堆栈中，操作数物理地址

7、由堆堆栈寻址方式操作数在堆栈中，操作数物理地址由堆 栈指针栈指针SP给出。给出。C28x的软件堆栈从存储器的低地址变化的软件堆栈从存储器的低地址变化 到高地址，堆栈指针总是指向下一个位置。在指令中提供到高地址，堆栈指针总是指向下一个位置。在指令中提供 6位的偏移量，表明数据入栈或出栈时，栈指针增加和减位的偏移量，表明数据入栈或出栈时，栈指针增加和减 小值小值 。 2021-7-12C28xDSP的CPU与指令系统28 间接寻址方式，操作数物理地址存放在间接寻址方式，操作数物理地址存放在32位寄存位寄存 器器XAR0XAR7中。在中。在C28x的间接寻址中所用的寄存的间接寻址中所用的寄存 器直接

8、出现在指令中。在器直接出现在指令中。在C2xLP的间接寻址中，由的间接寻址中，由3位位 的辅助寄存器指针的辅助寄存器指针(ARP)选择指令使用哪个辅助寄存器选择指令使用哪个辅助寄存器 作为间接寻址寄存器。作为间接寻址寄存器。 2021-7-12C28xDSP的CPU与指令系统29 寄存器寻址方式操作数在寄存器中。寄存器寻址方寄存器寻址方式操作数在寄存器中。寄存器寻址方 式可分为式可分为32位和位和16位寻址方式位寻址方式 。 2021-7-12C28xDSP的CPU与指令系统30 数据数据/程序程序/IO空间立即寻址方式有空间立即寻址方式有4种语法：种语法：*(0：16bit)、 *(PA)、

9、0: pma和和*(pma)。 2021-7-12C28xDSP的CPU与指令系统31 程序空间间接寻址方式的访问程序空间有程序空间间接寻址方式的访问程序空间有3种语法：种语法： *AL、*XAR7和和*XAR7+。 字节寻址方式字节寻址方式 32位操作数的定位位操作数的定位 2021-7-12C28xDSP的CPU与指令系统32 3.3 C28x DSP指令系统指令系统 C28x DSP指令系统一览表见教材。指令系统一览表见教材。 XARn寄存器寄存器(XAR0XAR7)操作操作 DP寄存器操作寄存器操作 SP寄存器操作寄存器操作 AX寄存器操作寄存器操作(AH, AL) 16位位ACC累加

10、器操作累加器操作 32位位ACC累加器操作累加器操作 64位位ACC：P寄存器操作寄存器操作 P或或XT寄存器操作寄存器操作(P, PH, PL, XT, T, TL) 1616位乘法操作位乘法操作 2021-7-12C28xDSP的CPU与指令系统33 3232位乘法操作位乘法操作 直接存储器操作直接存储器操作 I/O空间操作空间操作 程序空间操作程序空间操作 跳转跳转/调用调用/返回操作返回操作 中断寄存器操作中断寄存器操作 状态位清零状态位清零 其他操作其他操作 2021-7-12C28xDSP的CPU与指令系统34 思考题与习题思考题与习题 简述简述C28x DSP CPU的组成。的组成。 C28x的的CPU有哪些寄存器？有哪些寄存器？ 简述简述C28x DSP的总线结构。的总线结构。 辅助寄存器有哪些？其作用是什么？辅助寄存器有哪些？其作用是什么？ 状态寄存器状态寄存器ST0，ST1的作用是什么？的作用是什么？ C28x DSP有哪些寻址方式？有哪些