TMS320C55X dsp原理及应用 汪春梅新的第3章

1、3.1 寻址方式寻址方式n寻址方式： 是指如何指定指令和操作数所在存储空间 的地址。nC55x DSP支持三种寻址模式 ：n绝对寻址模式: 指令里有一个地址的全部或者部分,指示目的地址;n直接寻址模式: 使用偏移地址指示目的地址;n间接寻址模式: 使用指针指示目的地址。 支持寻址模式操作数的指令应具有下表所示的句法元素：3.1.1 绝对寻址模式nk16绝对寻址绝对寻址n其操作数为 *abs16(#k16)，其中，k16为16位无符号常数。n将7位的寄存器DPH和k16级联形成一个23位的地址，用于对数据空间的访问。该模式可以访问一个数据存储器单元或者MMR。 nk16绝对寻址绝对寻址n其操作数

2、为 *abs16(#k16)，其中，k16为16位无符号常数。n将7位的寄存器DPH和k16级联形成一个23位的地址，用于对数据空间的访问。该模式可以访问一个数据存储器单元或者MMR。指令实例： (1) 语法格式：MOV Smem , dst 指令语句：MOV *abs16(#2002h) , T2指令实例： (2) 语法格式: MOV K16, Smem 指令语句: MOV #248, *abs16(#2002h)nk16绝对寻址绝对寻址程序执行的结果是: T2= 。 汇编语言k16绝对寻址程序阅读与分析： .def start .mmregs .text start: MOV #03H ,

3、 DPH MOV #24 , *abs16(#2002h) MOV *abs16(#2002h) , T2here: b here操作数*abs16(#2002h)的寻址地址 : 。 032002H0018Hnk23绝对寻址n操作数为 *(#k23) ，其中，k23为23位的无符号常数，作为所寻址数据空间的地址。 nI/O绝对寻址n对于代数格式代数格式汇编语言指令，操作数是 *port(#k16)，其中 k16为16位无符号常数，用于指明16位I/O端口地址。n使用助记符格式助记符格式汇编语言指令，其操作数是port(#k16)（操作数前没有 * ）。3.1.2 直接寻址模式直接寻址直接寻址

4、的分类见下表 ：3.1.2 直接寻址模式 直接寻址直接寻址 中的DP直接寻址和SP寻址与状态寄存器ST1-55的CPL位有关。 直接寻址模式直接寻址模式中的和与状 态寄存器ST1-55的CPL位无关。3.1.2 直接寻址模式一、一、 DP 直接寻址直接寻址 DP直接寻址直接寻址的23位地址构成：n高7位由 DPH 提供，用来确定主数据页；n其余低16位为以下两部分的和：（1） DP 里的值。DP定义了在主数据页内的起始地址。（2） 汇编程序计算的7-bit偏移量（Doffset）。 nDP 直接寻址直接寻址偏移量（Doffset）的计算 Doffset数据存储器Doffset =（Daddr-

5、.dp) & 7FhDaddr是读/写操作的16bit地址，.dp是利用汇编伪指令分配的数值（一般DP的匹配），&表示按位“与”Doffset = Daddr & 7FhDaddr是读/写操作的16bit地址，&表示按位“与”，mmap( )迫使CPU把数据页视为0来操作。Doffset的计算有两种情况：表2-1 DP 直接寻址直接寻址Doffset的计算一、 DP 直接寻址nDP 直接寻址偏移量（直接寻址偏移量（Doffset）的计算）的计算 DP 直接寻址直接寻址 Doffset 的计算代码示例：的计算代码示例：The assembler calculate

6、s Doffset: Doffset =(1) 寻址数据存储器寻址数据存储器 At run time, the 23-bit data-space address is generated: 23-bit address =(Daddr .dp) & 7Fh = (FFF4h FFF0h) & 7Fh = 04hDPH:(DP + Doffset) = 03:(FFF0h + 0004h) = 03 FFF4hAMOV #03FFF0h, XDP.dp #0FFF0hMOV 0FFF4h, T2指令实例：指令实例：； Main data page is 03. For run-

7、time, ；DP is FFF0h.； For assembly time, .dp is FFF0h.；Load T2 with the value at local ；address FFF4h.分析：分析：一、 DP 直接寻址nDP 直接寻址偏移量（直接寻址偏移量（Doffset）的计算）的计算 DP 直接寻址直接寻址 Doffset 的计算代码示例：的计算代码示例：汇编器计算偏移量: Doffset =(2) 寻址寻址 程序运行时： ( CPU ： DPH = DP = 0) 23-bit 地址产生如下: 23-bit address =Daddr & 7Fh = 0010h

8、 & 7Fh = 10hDPH:(DP + Doffset) = 00:(0000h + 0010h) = 00 0010hMOV mmap(AR0), T2 ; Load T2 with the value in AR0. ; mmap( ) qualifier indicates access to MMR. ; AR0 is mapped to address 000010h in data space指令实例：指令实例：分析：分析：一、 DP 直接寻址n二、二、SP直接寻址直接寻址 SP直接寻址的直接寻址的23位地址构成：位地址构成：n最高7位地址由寄存器SPH确定；n低16位

9、地址是SP值和指令里指定的7位偏移量之和。偏移量范围是0127。（由SPH和SP构成了扩展数据堆栈指针XSP）n二、二、SP直接寻址直接寻址 SP直接寻址的直接寻址的23位地址构成：位地址构成：n最高7位地址由寄存器SPH确定；n低16位地址是SP值和指令里指定的7位偏移量之和。偏移量范围是0127。 指令实例： (1) 语法格式：MOV Smem , dst 指令语句：MOV *SP(5), T2指令寻址分析： 假设SPH=00h，SP=FF00h ; 操作数*SP(5), T2的寻址地址为： 指令执行结果：将数据空间中地址为00 FF05h单元内的数值加 载到T2寄存器中。SPH:(SP

10、+ offset) = 00 FF05h;n操作数是bitoffset n只有寄存器的位测试、置位、清零、取反指令支持这种寻址模式。 说明： （1） 偏移量bitoffset 是从所要位寻址的寄存器最低位开始，如果bitoffset 是3，则正在寻址该寄存器的第 3 位。 （2） 该寻址方式只能访问以下的寄存器：AC0AC3、AR0AR7、T0T3。指令实例： (1) 语法格式： BSET Baddr, src 指令语句： BSET 0, AC3 CPU 置位AC3的第零位 。指令寻址分析：n四、四、PDP直接寻址直接寻址 使用PDP 寻址方式时，16bit 的I/O 空间地址的形成如下：64

11、K 16bit 的I/O空间被分成512个外设数据页，每页有128个字，用9位的外设数据页指针寄存器PDP指出页地址，同时由指令中指定的一个7位偏移值来表示页内的偏移量，从而形成一个16bit 的外设I/O地址。n四、四、PDP直接寻址直接寻址 图 2-5 PDP 直接寻址模式n四、四、PDP直接寻址直接寻址 指令实例：用PDP直接寻址直接寻址模式访问I/O空间 语法： MOV Smem, dst 语句： MOV port(0), T2 ；指令寻址地址：PDP:Poffset 语法： MOV k9, PDP 语句： MOV #008, PDP ；PDP =008h 初始化 PDP寄存器的语句：

12、MOV port(0), T2； PDP:Poffset =0400h 3.1.3 间接寻址模式间接寻址模式CPU支持的间接寻址模式见下表： 一、一、AR间接寻址模式间接寻址模式 n通过一个辅助寄存器通过一个辅助寄存器ARn（n=0,1,2,3,4,5,6,7）访问数据。）访问数据。nST2-55的的ARMS位决定位决定AR间接寻址的操作类型间接寻址的操作类型nARMS=0，DSP模式：模式：CPU提供提供DSP增强应用的高效执行功能；增强应用的高效执行功能；nARMS=1，控制模式：，控制模式：CPU能够优化代码的长度。能够优化代码的长度。nARn产生地址的方式取决于所访问的类型，具体见下表

13、：产生地址的方式取决于所访问的类型，具体见下表： 表2-4 AR间接寻址模式访问的类型访 问ARn包含 数据存储空间（存储器或MMR)一个23位地址的低16位。高7位由ARnH来提供。单个寄存器bit(或相邻两个bit)一个bitI/O空间一个16-bit的I/O地址。3.1.3 间接寻址模式 3.1.3 间接寻址模式间接寻址模式(1) AR间接寻址模式访问间接寻址模式访问 数据存储空间数据存储空间 访问数据空间时，使用一条装入XARn的指令， 语法：AMOV k23, XAdst 语句：AMOV #7FFFFFh, XAR0；将23位地址值(7FFFFFh)存 入XAR0。 3.1.3 间接

14、寻址模式间接寻址模式(2) AR间接寻址模式访问间接寻址模式访问 寄存器位寄存器位 访问寄存器位时，所选择的辅助寄存器，ARn中只有一个bit。 例如：AR6里是0，则AR6指向所操作寄存器的最低bit 0 。 指令实例： (1) 语法格式： BSET Baddr, src 指令语句： MOV #15 , AR6 BSET *AR6, AC3 CPU 置位AC3的第15位 。指令寻址分析： 说明： （1）该寻址方式只能访问以下的寄存器：AC0AC3、AR0AR7、T0T3。3.1.3 间接寻址模式间接寻址模式( 3 ) AR间接寻址模式访问间接寻址模式访问 I/O空间空间 访问I/O空间时，用

15、16bit 地址访问I/O空间里的字，辅助寄存器ARn中包含全部16-bit I/O地址。 指令实例：用 AR间接寻址间接寻址 模式访问I/O空间 语法： MOV Smem, dst 语句： MOV port( * ARn), T2 ；I/O空间中的值读入到T2中。 MOV #FF80h , AR6； MOV port(* AR6), T2； MOV T2 , port(* AR6+)； MOV port(*- AR6), T2； 作业：分析每一条程序语句 的运行结果。3.1.3 间接寻址模式间接寻址模式二、双二、双 AR间接寻址模式访问间接寻址模式访问 多数据空间多数据空间 双双 AR间接寻

16、址模式用来：间接寻址模式用来：（1） 执行访问两个执行访问两个16-bit数据存储器（数据存储器（ Xmem and Ymem）的指令。）的指令。 例如 指令语法 ： ADD Xmem, Ymem, ACx（2） 并行执行两条指令，每条指令必须单独访问一个存储器Smem or Lmem。 例如 指令语法 ： MOV Smem, dst | AND Smem, src, dst提问：查本书附录分析指令功能。提问：查本书附录分析指令功能。3.1.3 间接寻址模式间接寻址模式三、三、CDP间接寻址模式间接寻址模式 CDP间接寻址模式使用系数数据寄存器间接寻址模式使用系数数据寄存器CDP访问访问数据空

17、间数据空间、寄存器位寄存器位和和 I/O空间空间。3.1.3 间接寻址模式间接寻址模式三、CDP间接寻址模式指令实例：用 CDP间接寻址间接寻址 模式访问I/O空间 语法： MOV Smem, dst 语句： MOV port( * CDP), T2 ；I/O空间中的值(地址为CDP中的16- ；bit数值）读入到T2中。指令实例：用 CDP间接寻址间接寻址 模式访问数据空间 语法： MOV Smem, dst 语句： MOV ( * CDP ), T2 ；数据空间中的值(地址为XDP中的23- ；bit数值）读入到T2中。 ; CDPH:CDP=XCDP3.1.3 间接寻址模式四、系数间接寻

18、址模式 系数间接寻址模式的地址产生过程与CDP间接寻址模式数据空间的地址产生过程一样。 支持以下算术指令：FIR滤波、乘法、乘加、乘减、双乘加或双乘减。 系数间接寻址模式功用： 系数间接寻址模式主要是每个周期对3个存储器操作数操作的指令。其中两个操作数（ Xmem和Ymem）用双AR间接寻址模式访问，第三个操作数Cmem用系数间接寻址模式访问。四、系数间接寻址模式四、系数间接寻址模式3.1.3 间接寻址模式间接寻址模式指令实例： 系数间接寻址 模式 语法： MPY Xmem, Cmem, ACx : MPY Ymem, Cmem, ACy 语句： MPY *AR0, *CDP, AC0 ；两个

19、操作数（ Xmem和Ymem）用 ；双AR间接寻址模式访问。 : MPY *AR1, *CDP, AC1；系数数据Cmem采用系数间接寻 ；址，地址为CDPH:CDP=XCDP。 指令寻址分析： CPU用XCDP处的系数乘以XAR0的值，并将结果存储到AC0中；同时，用同一个系数乘以XAR1的值，将结果存储到AC1中，不修改CDP的值。指令说明： Cmem必须放在与Xmem和Ymem不同的存储器块里。四、系数间接寻址模式四、系数间接寻址模式3.1.3 间接寻址模式间接寻址模式系数间接寻址操作数系数间接寻址操作数 3.2 TMS320C55X的指令系统指令实例：MPY *AR0,*CDP,AC0

20、: MPY * AR1 ,*CDP,AC1 ；隐含并行系数间接寻址方式一、一、C55X指令的并行执行指令的并行执行（1）单指令中）单指令中内置内置并行方式并行方式 由一条指令同时执行两个不同的操作，通常用符号由一条指令同时执行两个不同的操作，通常用符号“：”来分割指令的两个部分，这种并行方式也称为隐含（来分割指令的两个部分，这种并行方式也称为隐含（内置内置）并行方式。并行方式。3.2 TMS320C55X的指令系统指令实例：MPYM *AR1- , *CDP , AC1 | XOR AR2, T1 ；第一条指令在D单元执行乘法运算，第二条指令在A单元的ALU执行一个逻辑操作。一、C55X指令的

21、并行执行（2）用户自定义的两条指令间的并行方式 这类并行指令是用户或者C语言编译器定义的，是由两条指令同时并行执行两个操作，通常用符号“|” 来分隔这两条指令。3.2 TMS320C55X的指令系统指令实例：MPYM T3=*AR3+ , AC1 , AC2 | MOV #5, AR1 ；第一条指令隐含了内置并行方式 ；第二条指令是用户自定义的并行方式。一、C55X指令的并行执行（3）内置与用户自定义混合的并行方式。指令分析： MPYMR40 T3 = uns(Xmem), uns(Ymem), ACx ； ACx = M40(rnd(uns(Xmem) * uns(Ymem) , T3 = Xmem3.2 TMS320C55X的指令系统一、C55X指令的并行执行n资源冲突资源冲突nC55x的资源 n运算器 n使用的操作器有：D单元的ALU、D单元的移位器、D单元的交换器、A单元的交换器、A单元的ALU和P单元 n地址产生单元n两个数据地址（DA）产生单元、一个系数地址（CA）产生单元和一个堆栈地址（SA）产生单元 n只能使用给定数量的数据地址产生单元 n总线n两个数据读（DR）总线、一个系数读（CA）总线、两个数据写（DW）总线、1个ACB总线（将D单元寄存器的内容传送给A单元和P单元的操作器）