DSP技术及应用,陈金鹰 教授,2,3,Smem：16位单寻址操作数。 Xmem：16位双寻址操作数，从DB数据总线上读出。 Ymem：16位双寻址操作数，从CB数据总线上读出。 dmad：16位立即数，数据存储器地址。 pmad：16位立即数，程序存储器地址。 PA： 16位立即数，I/O口地址。 src： 源累加器（A或B）。 dst： 目的累加器（A或B）。 lk： 16位长立即数。,第一节 TMS320C54x的寻址方式,缩 写,4,1立即数寻址 2绝对地址寻址 3累加器寻址 4直接寻址 5间接寻址 6存储器映象寄存器寻址 7堆栈寻址,寻址分类,5,1立即数寻址,在操作数前面需要加字号来说明该操作数为立即数。否则会把该操作数误认为是一个地址，从而把立即数寻址变成绝对地址寻址。,特 点,指令中包含有执行指令所需要的操作数。 立即数分为3、5、8或9位的短立即数和16位的长立即数两种。 短立即数可包含在单字或双字指令中，长立即数在双字指令中。,注 意,举例,6,2绝对地址寻址,特 点,在指令中包含有所要寻址的存储单元的16位地址。这个16位的地址可以用其所在单元的地址标号或者16位符号常数来表示。,（1）数据存储器地址（damd）寻址,方法,MVKD SAMPLE，*AR3 LD 93h，A,举例,7,用一个符号或一个具体的数来确定程序存储器中的一个地址,（2）程序存储器地址（pmad）寻址,方法,MVPD TABLE，*AR4 MVPD 90h，*AR4,举例,8,用一个符号或一个常数来确定外部I/O口地址,（3）PA寻址 端口（PA）,方法,PORTR FIFO，*AR5 PORTR 90h，*AR5,举例,9,用一个符号或一个常数来确定数据存储器中的一个地址,（4）*（lk）寻址,方法,LD *（BUFFER），A,举例,特点,允许所有使用Smem寻址的指令去访问数据空间的任意单元而不改变数据页指针（DP）的值，也不用对ARx进行初始化,10,用累加器中的数值作为地址来读写程序存储器。,方法,READA Smem WRITA Smem,举例,特点,3累加器寻址,11,可以在不改变DP或SP的情况下，随机地寻址128个存储单元中的任何一个单元。,4直接寻址,方法,LD #x，DP / （ ST1的 CPL =0) LD u，A ADD v，A = SSBX CPL /（ST1的 CPL =1) LD X1，A ADD Y2，A,举例,特点,（ST0）,用一个符号或一个常数来确定7位偏移值，与DP或SP共同形成16位的数据存储器实际地址。,12,CPL=0 7位dma域与9bit的DP相结合 形成16位的数据存储器地址。 CPL=1 7位dma域加上（正偏移）SP 的值形成16位的数据存储器地址。,DP值是从0511（29-1），以DP为基准的直接寻址把存储器分成512页，7位的dma范围从0127，每页有128个可访问的单元。,9位数据页指针DP,7位dma,15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0,16位堆栈指针 SP,7位dma,15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0,16位数据存储器地址,+,13,5间接寻址,方法,特点,14,（1）单操作数寻址,定义间接寻址的类型,定义寻址所使用的辅助寄存器,LD *AR1,B,ST0,ARP,15,ST0,16,单数据存储器操作数间接寻址类型,17,1) 循环寻址 循环缓冲区的长度值存放在循环缓冲区长度寄存器BK中，BK中的数值由指令设定。长度为R的循环缓冲器必须从一个N位地址的边界开始，即循环缓冲器基地址的最低N位必须为0。N是满足2NR的最小整数。R的值必须装入BK。 例如，含有31个字的循环缓冲器必须从最低5位为0的地址开始，即xxxx xxxx xxx0 00002，N=5，2N=25R=31，且31必须装入BK。如： STM #31，BK 如果R=32，则最小的N值为6，循环缓冲区的起始地址必须有6个最低有效位为0，即 00 00002。,18,2) 位倒序寻址 在这种寻址方式中，用AR0存放FFT点数的一半整数N，用另一辅助寄存器指向一数据存放的物理单元。当使用位倒序寻址把AR0加到辅助寄存器中时，地址以位倒序的方式产生，即进位是从左向右，而不是从右向左进位。 例如： 0110 1000 + 0000 1000 0110 0100,以8位辅助寄存器为例，AR1表示了在存储器中数据的基地址（0110 0000）2，AR0的值为（0000 1000）2。利用以下两条语句可以向外设口（口地址为PA）输出整序后的FFT变换结果： RPT #15 ;重复执行下条指令15+1次 PORTW *AR1+0B，PA;向外设口PA输出结果,19,位倒序对FFT变换结果的序号调整,20,（2）双操作数寻址方式,确定包含Xmem地址的辅助寄存器,确定包含Ymem地址的辅助寄存器,定义用于访问Ymem操作数的间接寻址方式的类型,定义用于访问Xmem操作数的间接寻址方式的类型,MPY *AR2,*AR3,A,21,Xar或Yar 辅助寄存器 00 AR2 01 AR3 10 AR4 11 AR5,辅助 寄存器 选择,双数据存储器操作数寻址的类型,22,0页寻址。 不影响当前DP或SP值 。用于直接寻址和间接寻址,用来修改存储器映象寄存器,6存储器映象寄存器寻址,功能,LDM PRD,A,举例,特点,方法,高9位数据存储器地址被置0，利用指令中的低位地址访问MMR。,23,7堆栈寻址,从高地址向低地址方向生长，SP用来管理堆栈，SP始终指向堆栈中所存放的最后一个数据，即SP指针始终指向栈顶。在压入操作时，先减小SP的值，再将数据压入堆栈；在弹出操作时，先从堆栈弹出数据，再增加SP的值。,用来在中断和子程序调用时自动保存程序计数器（PC）中的数值，也能用来保护现场或传送参数,功能,特点,PSHD *AR2 POPD *AR3,24,第二节 程序地址的生成,程序地址生成器（PAGEN）构成,程序计数器（PC） 重复计数器（RC） 块重复计数器（BRC） 块重复起始地址寄存器（RSA） 块重复结束地址寄存器（REA）,核心,16位程序计数器（PC）内中保存某个内部或外部程序存储器的地址。,地址内容为： 即将取指的某条指令； 某个16位立即操作数； 系数表。 在程序存储器中的地址,25,将程序存储器地址加载到程序计数器的途径,26,PC,程序存储器,地址,IPTR(PMST),中断向量号,+,PC,+1,分支转移指令,累加器A、B,低字,累加器分支转移,块重复起始地址RSA,压入堆栈,+1=,块重复结束地址REA,+1,块重复循环,子程序调用,调用,返回,PC,+1,累加器调用,PC,硬件中断或软件中断,顺序执行,复位,分支转移,27,1分支转移操作,通过分支转移指令改写PC，可以改变程序的流向。而子程序调用指令则通过将一个返回地址压入堆栈，执行返回时恢复原地址。,可执行: 分支转移 循环控制 子程序操作,功能,方法,28,条件分支转移 无条件分支转移,BD用指令中所给出的地址加载PC BACCD用所指定的累加器的低16位作为地址加载PC。,带延迟 不带延迟操作,转移种类,BCD如果指令中所规定的条件得到满足，就用指令中所给出的地址加载PC； BANZD如果当前辅助寄存器不等于0，就用指令中所规定的地址加载PC。,BC new，AOV BANZ loop,*AR2-,B next BACC A,29,2调用和返回,转移前，原程序的下条指令的地址被压入堆栈，而在返回时则将这个地址弹出至PC，使被中断了的原程序能继续执行。,当采用调用指令进行子程序或函数调用时，DSP中断当前运行的程序，转移到程序存储器的其它地址继续运行。,功能,方法,30,3条件指令中的条件判断,ST0,31,多重条件判断,BC pmad，cond，cond，cond,相与关系,相或关系,BC pmad，cond BC pmad，cond,32,第1组,例如,可以从A类中选一个条件，同时可以从B类中选择一个条件。但是不能从同一类中选择两个条件。 另外，两种条件测试的累加器必须是同一个。,可以同时测试AGT和AOV，但不能同时测试AGT和BGT。,BC pmad，AGT，AOV BC pmad，AGT，BOV,33,第2组,例如,可以在A、B、C三类中各选择一个条件，但不能从同一类中选择两个条件,可以在A、B、C三类中各选择一个条件，但不能从同一类中选择两个条件,BC pmad，TC，C，BIO BC pmad，NTC，TC，NBIO,34,特 例,如果条件分支转移出去的地方只有12字的程序段，则可以用一条单周期条件执行指令（XC）来代替分支转移指令： XC n，cond，cond，cond 当n=1，且条件得到满足，就执行紧随此 条件指令后的个字指令。 当n=2，且条件得到满足，就执行紧随此 指令后的1个双字指令或者2条单 字指令。 当条件不满足，就依n的值执行1 条或2条NOP指令。,35,例3-3 编写计算 的主要程序部分。 .bss x,4 ；为X建立4个单元， ；放置X1、X2、X3、X4 .bss y,1 ；为Y建立1个单元，放置Y STM #x，AR1 ；将X1的地址传给AR1 STM #3，AR2 ；将循环次数3传给AR2 LD #0，A ；对A清零 loop:ADD *AR1+，A ；对X1、X2、X3、X4循环 ；累加，结果放A中 BANZ loop, AR2- ；检查循环是否应结束 STL A，y ；将累加结果存入Y中,36,特点2,特点1,4单条指令的重复操作,重复执行（RC）+1次。RC内容不能编程设置，只能由重复指令（RPT和RPTZ）中的操作数加载。操作数n的最大值为65 535，最大重复执行次数为65 535+1。,功能,重复执行下一条指令,37,重复过程,当RPT指令执行时： 首先把循环的次数装入循环计数器（RC）， 其循环次数n由一个16位单数据存储器操作数 Smem或一个8位或16位常数k或lk给定。这样， 紧接着的下一条指令会循环执行n+1次。 循环，RC在执行减1操作时不能被访问。 注意：该循环内不能套用循环。 当RPTZ指令执行时：对目的累加器dst清0， 循环执行下一条指令n+1次。,38,例3-5 利用单条指令的重复操作对数组x5=0，0，0，0，0进行初始化。 .bss x,5 ；为数组x分配5个存储单元 STM #x,AR1 ；将x的首地址赋给AR1 LD #0,A ；对A清零 RPT #4 ；设置重复执行下条指令5次 STL A,*AR1+；对x5各单元清零 或者 .bss x,5 STM #x,AR1 RPTZ A,#4；对A清零并设置重复执行下条指令5次 STL A,*AR1+,39,特点,5块重复操作,利用C54x内部的块重复计数器（BRC，加载值可为065 535）、块重复起始地址寄存器（RSA）、块重复结束地址寄存器（REA）与程序块重复指令RPTB，可对紧随RPTB、由若干条指令构成的程序块进行重复操作。,功能,将重复操作的范围扩大到64K长度的循环回路,注意,1.RPT指令一旦执行，不会停止操作，即使有中断请求也不响应； 2.RPTB指令可以响应中断；,40,41,对寄存器的占用,6循环的嵌套,