《TMS320C54x DSP原理及应用 第二版 教学课件 ppt 作者 乔瑞萍 第1-4章1 第3章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《TMS320C54x DSP原理及应用 第二版 教学课件 ppt 作者 乔瑞萍 第1-4章1 第3章（237页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章 指 令 系 统,3.1 数据寻址方式 3.2 TMS320C54x的指令系统,3.1 数据寻址方式 3.1.1 指令的表示方法 1指令的基本形式 与所有的微处理器助记符指令一样，TMS320C54x的助记符指令也是由操作符和操作数两部分组成的。在汇编前，操作符是用助记符表示的，指出指令应完成何种操作；操作数用来描述该指令的操作对象，它可以是数据本身，也可以是指出如何获取操作数的信息。,助记符指令的基本形式为： 标号，操作符，操作数1，操作数2，操作数3 其中，标号是可选项，操作数可以没有或有多个，其内容可 以是立即数、寄存器、程序地址、数据地址、I/O地址等。 TMS320C54x中源
2、操作数一般在操作数1的位置，目的操作数则在操作数3的位置，指令执行结果存放到目的操作数单元中，源操作数不变。,例如： LD #0FFH，A 上述指令的执行结果是将立即数0FFH传送至累加器A中。这里的LD为操作符，#0FFH为操作数1，累加器A为操作数2。,2指令的数据类型 TMS320C54x 寻址存储器有两种基本的数据形式：16位数和32位数。大多数指令能够寻址16位数，只有双精度和长字指令才能寻址32位数，如表3-1所示。,在对32位数进行寻址时，先处理高有效字，然后处理低有效字。如果寻址的第1个字处在偶地址，那么第2个字就处在下一个(较高的)地址；如果第1个字处在奇地址，那么第2个字就
3、处在前一个(较低的)地址，如图3-1所示。,图3-1 32位字的存储顺序,在讨论寻址方式时，要用到一些缩写语，表3-2给出了部分寻址方式缩写语的名称和含义。,3.1.2 数据寻址方式 TMS320C54x数字信号处理器共有7种数据寻址方式，如表3-3所示。,1立即寻址 立即寻址就是在指令中已经包含有执行指令所需的操作数(一个固定的立即数)。立即寻址方式中的立即数有两种数值形式，数值的位数为3、5、8或9位时为短立即数；数值的位数为16位时是长立即数。立即数可以包含在单字节或双字节指令中，短立即数在单字节指令中，长立即数在双字节指令中。,在立即寻址方式的指令中，在数字前面加一个“#”符号，表示此
4、数为一个立即数，否则会误认为是一个地址。 例如：用一个十六进制数80H加载累加器A，可以写成如下指令： LD #80H，A ；执行后，A=0080H,如果将立即数10H先左移4位后，再加载累加器A，可以写成如下指令： LD #10H，4，A ；执行后，A = 0000 0100H LD #32768，B ；执行后，B = FFFF 8000H，状态寄存器ST1中的 ；SXM位等于1，数据进入ALU之前进行符号扩展 如果没有“#”符号，那么指令“LD 80H，A”的执行结果就变成把存储器单元地址为80H中的内容加载到累加器A中。如果(0080H) = 0034H，那么指令执行后A = 0034H
5、。,2绝对寻址 绝对寻址有以下四种形式： (1) 数据存储器地址单元(dmad)寻址：用程序标号或数据来确定指令中所需要的数据空间地址。其指令如下： MVDK Smem，dmad MVDM dmad，MMR MVKD dmad，Smem MVMD MMR，dmad,例如： MVKD SAMPLE，*AR5；SAMPLE是一个符号常数， ；表示一个数据存储单元的地址。 ；把数据空间SAMPLE标注的地 ；址单元中的数据传送到由AR5 ；所指的数据存储单元中,(2) 程序存储器地址单元(pmad)寻址：用一个符号或一个具体的数来确定程序存储器中的地址。其指令如下： FIRS Xmem，Ymem，p
6、mad MACD Smem，pmad，src MACP Smem，pmad，src MVDP Smem，pmad MVPD pmad，Smem,例如： MVPD TABLE，*AR7+ ；TABLE是一个地址标号，代 ；表一个程序存储单元的地址。 ；把用TABLE标注的程序存储 ；器单元中的内容传送到AR7所 ；指的数据存储器单元,(3) 端口地址(PA)寻址：用一个符号或一个常数来确定外 部I/O端口地址。其指令如下： PORTR PA，Smem PORTW Smem，PA,例如： PORTR FIFO，*AR5 ；从FIFO端口读入一个数据，将 ；其放入AR5寄存器所指的数据 ；存储单元中
7、。FIFO是一个I/O端 ；口的标号,(4) *(lk)寻址：16位符号常数所指的数据存储单元(Smem)中的操作数。 例如： STL A，*(SAMPLE)；SAMPLE是一个16位符号常数,3累加器寻址 有两条指令可以用累加器寻址： READA Smem ；把累加器A所确定的程序存储单元中的内容传送到由 ；Smem所指定的数据存储单元中 WRITA Smem ；将Smem所指定的数据存储单元中的一个数传送到累 ；加器A确定的程序存储器单元中,对于上述两条指令，如果前面有一条RPT重复指令，则累加器A能够自动增量寻址，但累加器A的值不变。对大多数TMS320C54x而言，用累加器的低16位作
8、为程序存储器的地址。而对于TMS320C548来说，是用累加器的低23位作为程序存储器的地址。,4直接寻址 直接寻址就是在指令中包含有数据存储器地址(dma)的低 7位，用这7位作为偏移地址，并与基地址值(数据页指针DP的9位或堆栈指针SP的16位)组成一个16位的数据存储器地址。 直接寻址分为数据页指针直接寻址和堆栈指针直接寻址两种。,这两种寻址方式可以在不改变 DP或SP的情况下，随机地寻找128个存储单元中的任何一个单元地址。直接寻址的优点是访问方便快捷，每条指令只需要一个字。直接寻址的代码格式如下：,当状态寄存器ST1中的CPL位等于0时，ST0中的DP值 (9位地址)与指令中的7位地
9、址一起形成16位数据存储器地址，以OP为基准的直接寻址如图3-2所示。,图3-2 以DP为基准的直接寻址,因为DP值的范围是0511，所以以DP为基准的直接寻址把存储器分成512页；又因为7位dma值的范围是0127，所以每页有128个可访问的单元。也就是说，DP指向512页中的一页，dma就指向该页中的特定单元。DP值可以由LD指令装入，RESET指令将DP赋为0。DP不能通过上电进行初始化，只有在程序中对它进行初始化后，才能保证程序正常工作。,当ST1中的CPL位等于1时，将指令中的7位地址与16位堆栈指针SP相加，形成16位的数据存储器地址，以SP为基准的直接寻址方式如图3-3所示。,图
10、3-3 以SP为基准的直接寻址方式,(1) 数据页指针直接寻址：x=01FFH，y=0200H。,(2) 堆栈指针直接寻址：SP=0010H。,编程时直接寻址和立即寻址容易混淆。例如，ST1中的CPL=1，SP=0120H，指令“LDU 34H，A”是一条直接寻址指令，表示将数据空间0120H + 34H = 0154H单元的内容装入累加器A。如果要装入一个立即数，立即数前一定要加“#”符号。值得注意的是，直接寻址时常数前面加符号“”与不加是一样的，但地址范围必须是0127。,5间接寻址 在间接寻址中，64 K字数据空间中的任意单元都可以通过一个辅助寄存器中的16位地址进行访问，同时可以预调整
11、或修改辅助寄存器值，完成循环寻址和位码倒序寻址等特殊功能。TMS320C54x有8个16位辅助寄存器(AR0AR7)、2个辅助寄存器算术运算单元(ARAU0和ARAU1)，它们与8个辅助寄存器一起完成16位无符号数算术运算。,间接寻址很灵活。它不仅能在单条指令中对存储器读/写一个16位操作数，还能在单条指令中读两个独立的数据存储 单元，读/写两个顺序的数据存储单元，或者读一个数据存储单元的同时写另一个数据存储单元。,1) 单数据存储器操作数间接寻址 单数据存储器操作数间接寻址指令的格式如下：,20位：3位辅助寄存器域，它定义了寻址所使用的辅助寄存器。ARP由状态寄存器ST1中的兼容方式位CMP
12、T来决定。 CMPT=0：标准方式。ARP始终设置为0，不能修改。 CMPT=1：兼容方式。 表3-4列出了16种单数据存储器操作数的间接寻址类型。,例如： ST #1000H，*(0060H) ；把立即数1000H放到数据存储器地址 ；为0060H的单元中 STM #0060H，AR1 ；执行后，AR1 = 0060H STM #2，AR0 ；执行后，AR0 = 0002H LD *AR1+0，A ；执行后，累加器A = 1000H，即 ；0060H单元中的内容； ；AR1=0062H,2) 位码倒序寻址功能 位码倒序寻址提高了执行速度，在FFT算法中，经常要用到位码倒序寻址功能。在这种寻址
13、方式中，AR0存放的整数N是FFT点数的一半.一个辅助寄存器指向一个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，而不是通常的从右向左。,例如：AR0=0000 1010B，AR2=0110 0110B，如执行 *AR2+0B寻址功能，也就是(0110 0110) + (000 1010)，结果AR2=0110 1101B。应注意计算是采用进位从左到右运算的。以16点FFT为例，其运算结果的顺序为X(0)、X(8)、X(4)、X(15)，如表3-5所示。,3) 循环寻址 在卷积、相关和FIR滤波器等算法中，都需要在存储器中设置一个循环
14、缓冲器，它是一个滑动窗口，保存着最新的一批数据。当新的数据到来时，缓冲器中最早的数据就会被新的数据覆盖。循环缓冲器实现的关键是循环寻址的实现。循环缓冲器大小寄存器(BK)的内容确定了循环缓冲器的大小。,BK中的数值由指令“STM #lk，BK”设定。长度为R的缓冲器必须从N位地址的边界开始(即循环缓冲器基地址的N个最低有效位必须为0)，N应满足2NR的最小整数。例如，长度R=127的循环缓冲区必须从二进制地址XXXX XXXX X000 0000B(N=7，27127，该地址的最低7位为0)开始，同时必须 将R值加载到BK寄存器中。,循环缓冲区的有效基地址(EFB)就是用户选定的辅助寄存器(A
15、Rx)的低N位置0后所得到的值，循环缓冲区的的尾地址(EOB)是通过用BK的低N位代替ARx的低N位得到的。循环缓冲区的指针index就是ARx的低N位，step就是加到辅助寄存器或从辅助寄存器中减去的值。,循环寻址的算法为 if 0index+stepBK； index=index+step. else if index+stepBK； index=index+stepBK. else if index+step0； index=index+step+BK.,例如，一个循环缓冲区大小BK=6=N，AR1=0060H，用 *AR1+%间接寻址。第一次寻址后，AR1 = 0061H；第二 次寻址后，AR1=0062H；第六次寻址后，AR1指向0066H，再按BK的值6取模，此时AR1又指向0060H单元 (前面5次按BK取模时，AR1的值不变)。,
