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1、第3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级硬件堆栈最多可保存8个返回地址。
2、（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的加载方式:（1）复位 （2）顺序执行 （3
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 OVM0109 bd00 LDP #0010a 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 一、程序计数器(PC)程序计数器(PC)存放将被执行的下
4、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：1.将PC中下一条指令的地址压入堆栈， 2.将调用指令后的16位立即数装入PC；返回： 将返回地址从堆栈中弹回PC。例： PC 指令0100
5、 CALL 01e0h0102 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： 1.将PC中下一条指令的地址压入堆栈，2.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 1. 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
6、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0004ff80B 1000h10000108be42CLRCOVM0109bd00LDP#0010a8b8fMAR*，AR7010bb93fLACL#3Fh响应中断响应中断PC=010ah压入堆栈压入堆栈一、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
7、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0004ff80B 1000h10000108be42CLRCOVM0109bd00LDP#0010a8b8fMAR*，AR7010bb93fLACL#3Fh中断向量中断向量0004h装入装入PC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
8、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0004ff80B 1000h10000108be42CLRCOVM0109bd00LDP#0010a8b8fMAR*，AR7010bb93fLACL#3Fh转移指令转移指令1000h装入装入PC二、堆栈硬件堆栈区：16位宽、8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
9、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
10、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#9BLDD #lk， *+ 源地址 目的地址操作过程： 执行 PC+1，然后（PC）（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
11、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 pm
12、a ；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， ；
13、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，cond2， ；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
14、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
15、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） 外设中断 （46个），分别挂在CPU中断中 6个 可屏蔽中断之下。CPU中断优先级为1-RESET；复位中断2-保留3-NMI；不可屏蔽中断4-INT1 ；可屏蔽中断5-INT2 ；可屏蔽中断6-INT3 ；可屏蔽中断7-INT4 ；可屏蔽中断8-INT5 ；可屏蔽中断9-INT6 ；可屏蔽中断3）可屏蔽中断与不可屏蔽中断 可屏蔽中断：指可以用软件设置使它们禁止(屏蔽)或允许（不屏蔽)的中断，可屏蔽中断均为硬件中断。 C240X的可屏蔽中断为INT1INT6， 这些中断源下面挂着外设和外部引
16、脚，如： ADC、SPI、SCI、事件管理器等。 不可屏蔽中断：包括： 所有的软件中断 两种外部硬件中断：（ RS , NMI )。对于不可屏蔽中断，CPU总是要响应，并从主程序转移到相应中断服务程序。4）中断矢量中断矢量指CPU响应中断后，PC装载的地址。MS320C2000器件CPU中断的中断矢量表安排在程序存储器地址为0000h003Fh的64个单元。每个CPU中断分配了两个地址单元，用以存放一条两个字的转移指令。外设中断的中断矢量放在外设中断矢量寄存器(PIVR) 中中断名称中断矢量RESET复位0000h保留位0026hNMI0024hINT10002hINT20004hINT30006hINT40008hINT5000AhINT6000Ch保留位000EhTRAP0022hINT8-INT160010h-0020hINT20-INT310028h-003Fh5）中断操作步骤TMS320C2000管理中断分为3个主要阶段： (1)接受中断请求： 来自程序代码的软件中断请求、来自引脚或片内设备硬件中断请求到达CPU 时，该中断挂起，或说在等待响应。 (2)响应中断： 如果是可屏
