DSP原理及應(yīng)用

——TMS320VC55x系列浦鐵成putiecheng@163.com*第2頁(yè)/共28頁(yè)本節(jié)提要引言 存儲(chǔ)空間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

CPU寄存器尋址方式*第3頁(yè)/共28頁(yè)引言：（1）TMS320C55x存儲(chǔ)空間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介（1）首先，CPU要知道要做什么？（2）其次，CPU要知道操作數(shù)是誰(shuí)？在哪？（3）再次，CPU執(zhí)行操作，求和。（4）最后，CPU結(jié)果放到那？A+B=C例：+指令助記符：ADDA和B存儲(chǔ)空間分配尋址方式CPU寄存器CPU運(yùn)算單元C存儲(chǔ)空間分配尋址方式*第4頁(yè)/共28頁(yè)引言：（1）TMS320C55x存儲(chǔ)空間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介程序空間24位地址，按字節(jié)編址，尋址空間16MB；數(shù)據(jù)空間23位地址，按字編址,尋址空間8MW；I/O空間16位地址，按字編址，尋址空間64KW。*第5頁(yè)/共28頁(yè)累加器（AC0～AC3）輔助寄存器（AR0～AR7）注：ARnH沒有映射到存儲(chǔ)器空間，只能用XARn訪問引言：（2）TMS320C55x的CPU寄存器*第6頁(yè)/共28頁(yè)臨時(shí)寄存器（T0～T3）用途：①在乘法、乘加、乘減指令中存放被乘數(shù)；②存放移位次數(shù)用于加、減和裝載指令；系數(shù)數(shù)據(jù)指針（XCDP/CDP）數(shù)據(jù)頁(yè)指針（XDP/DP）引言：（2）TMS320C55x的CPU寄存器狀態(tài)寄存器ST0_55*第7頁(yè)/共28頁(yè)引言：（2）TMS320C55x的CPU寄存器狀態(tài)寄存器ST1_55狀態(tài)寄存器ST2_55狀態(tài)寄存器ST3_55*第8頁(yè)/共28頁(yè)3.TMS320C55x的指令系統(tǒng)3.1尋址方式

CPU找到數(shù)據(jù)地址的方法；絕對(duì)尋址，直接尋址，間接尋址。3.1.1絕對(duì)尋址包括k16絕對(duì)尋址、k23絕對(duì)尋址和I/O絕對(duì)尋址*第9頁(yè)/共28頁(yè)3.1.1絕對(duì)尋址k16絕對(duì)尋址（不能與其他指令并行執(zhí)行）操作數(shù)為16位絕對(duì)地址*abs16(#k16)23位數(shù)據(jù)地址=DPH(7位)+k16(16位無(wú)符號(hào)常數(shù))例：DPH=01h，k16=1234h23位地址是？011234h*3.1.1絕對(duì)尋址k23絕對(duì)尋址（不能與其他指令并行執(zhí)行）操作數(shù)為23位絕對(duì)地址*(#k23)23位數(shù)據(jù)地址=k23（23位無(wú)符號(hào)常數(shù)）第10頁(yè)/共28頁(yè)*第11頁(yè)/共28頁(yè)I/O絕對(duì)尋址（不能與其他指令并行執(zhí)行）代數(shù)指令操作數(shù)為*port(#k16)

助記符指令操作數(shù)為port(#k16)3.1.1絕對(duì)尋址*第12頁(yè)/共28頁(yè)3.1.2直接尋址DP直接尋址23位地址的高7位由DPH提供，用來(lái)確定主數(shù)據(jù)頁(yè)，其余低16位由DP和7位偏移量?jī)刹糠纸M成。例：DPH=01h,DP=1234h,Doffset=23h,則23位地址？011257h*第13頁(yè)/共28頁(yè)3.1.2直接尋址SP直接尋址23位地址的高7位由SPH提供，用來(lái)確定主數(shù)據(jù)頁(yè)，其余低16位由SP和7位偏移量?jī)刹糠纸M成。例：SPH=01h,SP=1234h,Doffset=23h,則23位地址？011257h*3.1.2直接尋址寄存器位尋址使用寄存器位尋址的指令其操作數(shù)是@bitoffset，該操作數(shù)是從寄存器的最低位開始的偏移值。例如，如果bitoffset為0，那么就可以訪問寄存器的最低位；如果bitoffset為3，那么就可以訪問寄存器的位3。Bitoffset的最大值依據(jù)寄存器大小而定，為39或15。只有寄存器的位測(cè)試、置位、清零、取反指令支持這種尋址模式。第14頁(yè)/共28頁(yè)*3.1.2直接尋址PDP直接尋址64K16位的I/O空間分成512個(gè)外設(shè)數(shù)據(jù)頁(yè)，用9位的外設(shè)數(shù)據(jù)頁(yè)指針PDP表示，其中每一頁(yè)有128個(gè)字，由指令中的指定的7位偏移值來(lái)表示。例如，如果訪問一頁(yè)的第一個(gè)字，其偏移值為0。第15頁(yè)/共28頁(yè)例：PDP=001h,Poffset=23h,則16位地址？00A3h*3.1.3間接尋址AR間接尋址

該模式通過(guò)一個(gè)輔助寄存器ARn（n=0，1，2，3，4，5，6，或7）訪問數(shù)據(jù)空間。

ARn給出地址低16位，ARnH給出地址高7位；

而ST2-55的ARMS位決定了AR間接尋址的操作類型當(dāng)ARMS=0，DSP模式：CPU提供DSP增強(qiáng)應(yīng)用的高效執(zhí)行功能。當(dāng)ARMS=1，控制模式：針對(duì)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，CPU能夠優(yōu)化代碼的長(zhǎng)度。第16頁(yè)/共28頁(yè)*AR間接尋址DSP模式序號(hào)操作數(shù)地址修改1*ARnARn未修改2*ARn+在生成地址之后增加：16位操作，ARn=ARn+132位操作，ARn=ARn+2

3*ARn在生成地址之后減少：16位操作，ARn=ARn132位操作，ARn=Arn2

4*+ARn在生成地址之前增加：16位操作，ARn=ARn+132位操作，ARn=ARn+25*ARn在生成地址之前減少：16位操作，ARn=ARn132位操作，ARn=ARn2

6*(ARn+T0/AR0)在生成地址之后，ARn加上T0或ARn中16位帶符號(hào)的常數(shù)：如果C54CM=0，ARn=ARn+T0

如果C54CM=1，ARn=ARn+AR0第17頁(yè)/共28頁(yè)*第18頁(yè)/共28頁(yè)AR間接尋址DSP模式(續(xù)）7*(ARnT0/AR0)在生成地址之后，ARn減去T0或ARn中16位帶符號(hào)的常數(shù)：如果C54CM=0，ARn=ARnT0如果C54CM=1，ARn=ARnAR08*ARn(T0/AR0)ARn未被修改。ARn被作為基指針，T0或AR0中16位帶符號(hào)常數(shù)被作為偏移量9*(ARn+T0B/AR0B)在生成地址之后，ARn加上T0或ARn中16位帶符號(hào)的常數(shù)：如果C54CM=0，ARn=ARn+T0如果C54CM=1，ARn=ARn+AR0按位倒序模式相加

10*(ARnT0B/AR0B)在生成地址之后，ARn減去T0或ARn中16位帶符號(hào)的常數(shù)：如果C54CM1=0，ARn=ARnT0如果C54CM=1，ARn=ARnAR0按位倒序模式相減[注1]：C54CM是狀態(tài)寄存器ST1-55中TMS320C54x兼容模式。*11*(ARn+T1)在生成地址之后，ARn加上T1中16位帶符號(hào)的常數(shù)：ARn=ARn+T1

12*(ARnT1)在生成地址之后，ARn減去T1中16位帶符號(hào)的常數(shù)：ARn=ARnT113*ARn(T1)ARn未被修改。ARn被作為基指針，T1中16位帶符號(hào)常數(shù)被作為偏移量14*ARn(#K16)ARn未被修改。ARn被作為基指針，16位帶符號(hào)常數(shù)（K16）被作為偏移量15*+ARn(#K16)在地址生成之前，ARn加上16位帶符號(hào)常數(shù)（K16）AR間接尋址DSP模式(續(xù)）第19頁(yè)/共28頁(yè)*序號(hào)操作數(shù)地址修改1*ARnARn未修改2*ARn+在生成地址之后增加：16位操作，ARn=ARn+132位操作，ARn=ARn+23*ARn在生成地址之后減少：16位操作，ARn=ARn132位操作，ARn=ARn2

4*(ARn+T0/AR0)在生成地址之后，ARn加上T0或AR0中16位帶符號(hào)的常數(shù)：如果C54CM=0，ARn=ARn+T0如果C54CM=1，ARn=ARn+AR0

5*(ARnT0/AR0)在生成地址之后，ARn減去T0或AR0中16位帶符號(hào)的常數(shù)：如果C54CM=0，ARn=ARnT0如果C54CM=1，ARn=ARnAR0

AR間接尋址控制模式

第20頁(yè)/共28頁(yè)*

AR間接尋址控制模式（續(xù)）6*ARn(T0/AR0)ARn未被修改。ARn被作為基指針，T0或AR0中16位帶符號(hào)常數(shù)被作為偏移量7*ARn(#K16)ARn未被修改。ARn被作為基指針，16位帶符號(hào)常數(shù)（k16）被作為偏移量8*+ARn(#K16)在地址生成之前，ARn加上16位帶符號(hào)常數(shù)（k16）9*ARn(short(#k3))ARn未被修改。ARn被作為基指針，3位帶符號(hào)常數(shù)（k13）被作為偏移量第21頁(yè)/共28頁(yè)*3.1.3間接尋址雙AR間接尋址

雙AR間接尋址模式可以通過(guò)8個(gè)輔助寄存器（AR0--AR7）同時(shí)訪問兩個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，與單個(gè)AR間接訪問數(shù)據(jù)空間一樣，CPU使用一個(gè)擴(kuò)展輔助寄存器產(chǎn)生23位地址。雙AR間接尋址可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）執(zhí)行一條可完成兩個(gè)16位數(shù)據(jù)空間訪問的指令。在這種情況下，兩個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)操作數(shù)在指令中為Xmem和Ymem。例如：

ADDXmem，Ymem，ACx

（2）并行執(zhí)行兩條指令。在這種情況下，必須每條指令訪問一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，操作數(shù)在指令指令中是Smem或Lmem。

MOVSmem，dst||ANDSmem，src，dst

雙AR間接尋址操作數(shù)是AR間接尋址操作數(shù)的子集，而ARMS狀態(tài)位不影響雙AR間接尋址的操作。第22頁(yè)/共28頁(yè)*

雙AR間接尋址操作數(shù)

序號(hào)操作數(shù)地址修改1*ARnARn未修改2*ARn+在生成地址之后增加：16位操作，ARn=ARn+132位操作，ARn=ARn+23*ARn在生成地址之后減少：16位操作，ARn=ARn132位操作，ARn=ARn24*(ARn+T0/AR0)在生成地址之后，ARn加上T0或AR0中16位帶符號(hào)的常數(shù)：如果C54CM=0，ARn=ARn+T0如果C54CM=1，ARn=ARn+AR0第23頁(yè)/共28頁(yè)*

雙AR間接尋址操作數(shù)(續(xù)）序號(hào)操作數(shù)地址修改5*(ARnT0/AR0)在生成地址之后，ARn減去T0或AR0中16位帶符號(hào)的常數(shù)：如果C54CM=0，ARn=ARnT0如果C54CM=1，ARn=ARnAR0

6*ARn(T0/AR0)ARn未被修改。ARn被作為基指針，T0或AR0中16位帶符號(hào)常數(shù)被作為偏移量7*(ARn+T1)在生成地址之后，ARn加上T1中16位帶符號(hào)的常數(shù)：ARn=ARn+T1

8*(ARnT1)在生成地址之后，ARn減去T1中16位帶符號(hào)的常數(shù)：ARn=ARn－T1第24頁(yè)/共28頁(yè)*3.1.3間接尋址CDP間接尋址

CDP間接尋址模式使用系數(shù)數(shù)據(jù)指針（CDP）對(duì)數(shù)據(jù)空間、寄存器位和I/O空間進(jìn)行訪問。序號(hào)操作數(shù)地址修改1*CDPCDP未修改2*CDP+在生成地址之后增加：16位操作，CDP=CDP+132位操作，CDP=CDP+23*CD