《程序控制和中断管理课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《程序控制和中断管理课件（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章 程序控制和中断管理,程序控制是指CPU对程序运行的控制 通常程序是顺序执行的，即在连续的程序存储器地址上取指并执行。但有时程序需要转移到不连续的地址，然后再连续执行新地址处的指令。 TMS320C2000中影响程序控制操作的指令有： 分支转移 调用与返回 重复指令 中断 复位,4.1 程序地址的产生,在执行当前指令的同时，程序流要求处理器生成下一条指令的程序地址。它是顺序或非顺序的。 程序地址产生逻辑使用以下硬件： （1）程序计数器(PC)： C2000为16位PC。 （2）程序地址寄存器(PAR)：驱动程序地址总线(PAB)，提供程序的读、写地址。 （3）堆栈：16位宽、8级硬件堆栈
2、最多可保存8个返回地址。 （4）微堆栈(MSTACK)：16位，1级深的堆栈，用于保存一个返回地址。 （5）重复计数器(RPTC)：16位，与重复指令(RPT)一起，用来确定RPT后面的一条指令重复执行一定次数。,一、程序计数器(PC),程序计数器(PC)存放将被执行的下一条指令的地址。 影响PC加载方式的程序控制操作: （1）复位 （2）顺序执行 （3）分支转移 （4）由累加器转移 （5）子程序调用与返回 （6）从累加器调用与返回 （7）软件或硬件中断,加载到PC的地址： PC 0000h (复位向量地址),一、程序计数器(PC),程序计数器(PC)存放将被执行的下一条指令的地址。 PC的加
3、载方式: （1）复位 （2）顺序执行 （3）分支转移 （4）由累加器转移 （5）子程序调用与返回 （6）从累加器调用与返回 （7）软件或硬件中断,加载到PC的地址: PC PC + 1 例： PC 目标代码 指令 0108 be42 CLRC OVM 0109 bd00 LDP #0 010a ,一、程序计数器(PC),程序计数器(PC)存放将被执行的下一条指令的地址。 PC的加载方式: （1）复位 （2）顺序执行 （3）分支转移 （4）由累加器转移 （5）子程序调用与返回 （6）从累加器调用与返回 （7）软件或硬件中断,加载到PC的地址： PC = 转移指令之后16位立即数 例： B pma
4、,一、程序计数器(PC),程序计数器(PC)存放将被执行的下一条指令的地址。 PC的加载方式: （1）复位 （2）顺序执行 （3）分支转移 （4）由累加器转移 （5）子程序调用与返回 （6）从累加器调用与返回 （7）软件或硬件中断,加载到PC的地址： PC = 累加器的低16位值 例： BACC,一、程序计数器(PC),程序计数器(PC)存放将被执行的下一条指令的地址。 PC的加载方式: （1）复位 （2）顺序执行 （3）分支转移 （4）由累加器转移 （5）子程序调用与返回 （6）从累加器调用与返回 （7）软件或硬件中断,调用： 将PC中下一条指令的地址压入堆栈， 将调用指令后的16位立即数装
5、入PC； 返回： 将返回地址从堆栈中弹回PC。 例： PC 指令 0100 CALL 01e0h 0102 ,一、程序计数器(PC),程序计数器(PC)存放将被执行的下一条指令的地址。 PC的加载方式: （1）复位 （2）顺序执行 （3）分支转移 （4）由累加器转移 （5）子程序调用与返回 （6）从累加器调用与返回 （7）软件或硬件中断,调用： 将PC中下一条指令的地址压入堆栈， 将累加器中的低16位数装入PC； 返回： 将返回地址从堆栈中弹回PC。 例： PC 指令 0100 CALA 0101 ,一、程序计数器(PC),程序计数器(PC)存放将被执行的下一条指令的地址。 PC的加载方式:
6、（1）复位 （2）顺序执行 （3）分支转移 （4）由累加器转移 （5）子程序调用与返回 （6）从累加器调用与返回 （7）软件或硬件中断,将PC压入堆栈，然后用适当的中断向量单元地址装入PC。 通常在该单元地址中存放一条转移指令，又将相应的中断服务子程序地址装入PC。 例： INT2 产生中断 0004 ff80 B 1000h 1000 0108 be42 CLRC OVM 0109 bd00 LDP #0 010a 8b8f MAR *，AR7 010b b93f LACL #3Fh,响应中断 PC=010ah 压入堆栈,一、程序计数器(PC),程序计数器(PC)存放将被执行的下一条指令的地
7、址。 PC的加载方式: （1）复位 （2）顺序执行 （3）分支转移 （4）由累加器转移 （5）子程序调用与返回 （6）从累加器调用与返回 （7）软件或硬件中断,将PC压入堆栈，然后用适当的中断向量单元地址装入PC。 通常在该单元地址中存放一条转移指令，又将相应的中断服务子程序地址装入PC。 例： INT2 产生中断 0004 ff80 B 1000h 1000 0108 be42 CLRC OVM 0109 bd00 LDP #0 010a 8b8f MAR *，AR7 010b b93f LACL #3Fh,中断向量 0004h 装入PC,一、程序计数器(PC),程序计数器(PC)存放将被执
8、行的下一条指令的地址。 PC的加载方式: （1）复位 （2）顺序执行 （3）分支转移 （4）由累加器转移 （5）子程序调用与返回 （6）从累加器调用与返回 （7）软件或硬件中断,将PC压入堆栈，然后用适当的中断向量单元地址装入PC。 通常在该单元地址中存放一条转移指令，又将相应的中断服务子程序地址装入PC。 例： INT2 产生中断 0004 ff80 B 1000h 1000 0108 be42 CLRC OVM 0109 bd00 LDP #0 010a 8b8f MAR *，AR7 010b b93f LACL #3Fh,转移指令 1000h 装入PC,二、堆栈,硬件堆栈区：16位宽、8
9、级深 用途： 当调用子程序或发生中断时，程序地址产生逻辑利用该堆栈保存一个16位返回地址。 当CPU进入子程序或中断服务程序时，返回地址自动装入该堆栈的栈顶。 当子程序或中断服务程序完成时，返回指令将返回地址从栈顶传送到程序计数器PC。 堆栈也可以用来保存数据或用于其他目的。,有两组访问堆栈的指令： 1）PUSH和POP： PUSH：把累加器(32位)的低半部分(低16位)拷贝到栈顶。 POP： 把栈顶的值拷贝到累加器的低半部分 2）PSHD和POPD： 当子程序或中断嵌套超过8级时，可利用这两条指令在数据存储区中建立一个堆栈。 即把堆栈区延伸到数据存储区。 PSHD dma ;将数据存储器中
10、的值压入栈顶。 POPD dma ; 将栈项的值弹出到数据存储器。,每当一个数值压入栈顶 ，堆栈中每级的内容都下移一级，栈底(第8级)的内容则丢失。 PSHD dma,弹出操作把堆栈中每一级的值都拷贝到较高的下一级。 操作与压入操作相反， POPD dma,三、微堆栈(MSTACK),微堆栈共有1级深、16位宽，与堆栈不同，它的操作是不可见的。 执行下列指令时，程序地址产生逻辑，利用微堆栈保存返回地址。 块传送 BLDD BLPD 乘且累加 MAC、MACD 表读写 TBLD、TBLW,例： RPT #9 BLDD #lk， *+ 源地址 目的地址 操作过程： 执行 PC+1，然后 （PC）（
11、MSTACK） lk（源地址） PC （源地址） （目的地址） PC+1 PC 利用重复指令，进行数据块传送，直到重复计数器(RPTC)=0； （MSTACK） （PC）,四、流水线操作,TMS320C2000的流水线有4个独立的阶段： 取指令 指令译码 取操作数 执行指令 由于这4个操作阶段是独立的，因此，这些操作可以重叠进行。在任意的指定周期内，1 - 4个不同的指令均被激活，每一条被激活的指令均处于一个不同的完成阶段。 对于单字、单周期指令(无等待状态)，4级流水线的操作示意图如下：,4.2 转移、调用和返回,转移、调用和返回将改变指令流的顺序，转到新的地址单元去执行指令。 转移：仅使程
12、序控制转换到新的地址单元。 采用跳转指令 调用： 子程序调用 中断服务程序 要将返回地址保存到硬件堆栈的栈顶。 被调用的子程序或中断服务程序都以返回指令结束。 转移、调用和返回指令的类型： 无条件转移、调用和返回 有条件转移、调用和返回,一、无条件指令,无条件转移指令 B pma ；用指令中给定的地址pma 装载PC BACC ；用累加器中低16位数值ACC（015）装载PC 无条件调用指令 CALL pma ；将返回地址压入堆栈，用pma 装载PC CALA ；将返回地址压入堆栈，用ACC（015）装载PC 无条件返回指令 RET ；将栈顶的值(返回地址)加载到PC,二、有条件指令,有条件指
13、令指仅当某些指定的条件满足时才执行。 条件及符号,条件的组合： 在条件指令的操作数中可以有多个条件。 注意：某些条件只有组合才是有意义的。 对于每一种组合，必须按如下规则从组1和组2中选择条件。 同一类的条件不能组合。,有条件指令 条件转移指令 BCND pma，cond1，cond2， ;条件cond1,cond2都满足时转移。 例: BCND PGM1，LEQ, OV BANZ pma ；当前AR0时，转移。 条件调用指令 CC pma，cond1，cond2， ;条件cond1,cond2都满足时调用。 例: CC 00BFh，LEQ, OV 条件返回指令 RETC cond1，cond
14、2， ;条件cond1,cond2都满足时返回。,4.3 重复指令,重复指令(RPT)允许紧跟在RPT后的那一条指令重复执行N+1。 N为RRT指令中的一个操作数。 在执行RPT时，计数值N被装入重复计数器(RPTC)，然后，被重复的指令每执行一次，RPTC就减1，直至RPTC为0。,例： 指令执行前寄存器状态： ARP = 1；AR1 = 300h 执行指令： RPT #9 ；下一条指令执行10次 BLDD #320h， *+ 上面的指令执行结果: 将数据存储器: 0320h032Ah单元的内容-0300h030Ah中,4.4 中断 中断是由软件或硬件产生一个信号，该信号引起CPU挂起主程序，并转而执行一个子程序，即中断服务子程序。,一、概述 1）中断信号的产生： C2000支持软件和硬件两种中断。 软件中断： 由中断指令 INTR，NMI 或 TRAP 请求。 硬件中断： 外部中断由外部中断引脚上的信号触发，如: RS , NMI 内部中断由片内外设的信号触发。,2) 中断优先级 硬件中断可能同时产生，CPU依据中断源的优先级顺序而执行相应的中断服务子程序。 C240X的硬件中断分为两级： CPU中断（8个）（核心级、一级） 外设中断 （46个），分别挂在CPU中断中 6个 可屏蔽中断之下。（二级） CPU中断优先级为 1-RESET ；复位中断 2-保留 3-
