DSP芯片原理與應用第6講DSP的定點運算1引言1定點DSP的數(shù)據(jù)存儲1引言目錄2定點DSP的加減法1引言CONTENTS3定點DSP的乘法4定點DSP的除法（option）1定點DSP的數(shù)據(jù)存儲TMS320C54/55x的兩個累加器：A、B主要功能：存放運算結果40位=8位保護位+高16位+低16位A(B)GA(B)HA(B)L8bit16bit16bit1定點DSP的數(shù)據(jù)存儲乘累加單元：ＭＡＣ乘法器Ｔ：17*17乘法專用寄存器：17位T寄存器，存1個乘數(shù)乘累加單元內(nèi)部專用累加器：４０位C54x的乘累加單元功能框圖1定點DSP的數(shù)據(jù)存儲RAM（SARAM、DARAM）ROM片內(nèi)、片外一般存儲器：１６位地址000000000000000016bit1引言1定點DSP的數(shù)據(jù)存儲1引言目錄2定點DSP的加減法1引言CONTENTS3定點DSP的乘法4定點DSP的除法（option）2定點DSP的加減法001011014543+)0010101101011000882定點DSP的加減法0010110145+)10101011-8511011000-402定點DSP的加減法ADDA，B(A＋BB)SUBA，B(A－BB)2定點DSP的加減法DADDA，B功能同ADD指令，對32位操作數(shù)進行運算DSUBA，B功能同SUB指令，對32位操作數(shù)進行運算2定點DSP的加減法溢出00111101+)01011011619110011000-1042定點DSP的加減法溢出計算結果超出數(shù)值表示范圍上溢出下溢出2定點DSP的加減法溢出處理將參與計算的數(shù)值統(tǒng)一減小一定倍數(shù)，即用負Q值定標方式進行計算?結果的Q值怎樣確定2定點DSP的加減法溢出處理Q-1000111101+)0010110116191010010111502定點DSP的加減法溢出處理可以通過測試OVA或OVB位確定計算結果是否溢出。可自己確定處理方法。BC3240h，AOV2定點DSP的加減法溢出保護下溢出時，結果設定為負最大值在上溢出時，結果設定為正最大值；計算結果精度下降較大2定點DSP的加減法溢出保護001111016191+)010110111001100001111111-1271042定點DSP的加減法溢出保護TMS320C54/55x系列芯片中都有自動溢出保護功能SSBXRSBXOVMOVMOVM=1OVM=0注意：保護針對ALU中的低32位數(shù)據(jù)進行2定點DSP的加減法溢出保護OVM＝10x7071h+0x7071h=0x0000E0E2h0x70710000h+0x70710000h=0xFFFFFFFFh需在AH部分進行16位數(shù)據(jù)相加，才能進行溢出保護2定點DSP的加減法溢出保護指令SATB執(zhí)行前執(zhí)行后B7123456789B007FFFFFFFOVBXOVB12定點DSP的加減法溢出處理DSP提供處理幫助溢出保護DSP提供功能指令溢出保護DSP提供功能2定點DSP的加減法小數(shù)相加？2.54+)13.36115.9012定點DSP的加減法小數(shù)點對齊00101101.00101011.22.5(Q1)4510.75(Q2)43+)33.252定點DSP的加減法小數(shù)點對齊左移00101101.022.5(Q1)22.5(Q2)+)00101011.10.75(Q2)11000000101111111..31.75(Q2)33.252定點DSP的加減法小數(shù)點對齊右移00101101.22.5(Q1)10.5(Q1)10.75(Q2)+)00101010.101000010.33(Q1)2定點DSP的加減法小數(shù)點對齊兩個進行加/減運算的數(shù)必須具有相同的Q值（小數(shù)點對齊）。若兩數(shù)的Q值不等，其中的一個必須進行轉換。高->低：結果精度降低，溢出風險減小低->高：結果精度高，容易溢出2定點DSP的加減法移位循環(huán)移位多移位ROARL每次帶進位位（C）循環(huán)位移一位對32位數(shù)據(jù)進行執(zhí)行后8bit的A(B)G位清02定點DSP的加減法移位循環(huán)移位算術移位多移位SFTAA，x，B-16<=x<=15x小于0，右移，否則左移運算對累加器A或B的40位數(shù)據(jù)進行受SXM位影響2定點DSP的加減法移位多移位算術移位邏輯移位SFTAAL，x，B-16<=x<=15x小于0，右移，否則左移運算對累加器A或B的40低32位數(shù)據(jù)進行位數(shù)據(jù)進行受空位補SXM位影響02定點DSP的加減法16位加減法32位加減法手動溢出處理自動溢出保護指令溢出保護Q值調(diào)整移位指令2定點DSP的加減法ADDDADDSUBDSUBSATROL(R)SFTASFTLOVMOVA(B)1引言1定點DSP的數(shù)據(jù)存儲1引言目錄2定點DSP的加減法1引言CONTENTS3定點DSP的乘法4定點DSP的除法（option）3定點DSP的乘法001023×）001100100010000000000000011063定點DSP的乘法11010101-35×）11111111011111110111111110001-153定點DSP的乘法1哈佛總線結構2流水線操作3456硬件乘法器無開銷循環(huán)高效的指令浮點/定點運算3定點DSP的乘法DSP中可用單指令進行乘法運算指令：MPY缺省的乘數(shù)放在輔助寄存器T中3定點DSP的乘法6006X000002A02A0007有效數(shù)值3定點DSP的乘法結果的符號由于補碼的最高位都為符號位，因此計算結果為32位，其低30位為有效數(shù)值位。運算后，將結果的數(shù)值左移1位，Q值加1，使得只有最高位為符號位，以提高計算結果的保存精度。3定點DSP的乘法結果的符號SSBXFRCTRSBXFRCTFRCT=1FRCT=0FRCT=1，乘法結果自動左移1位3定點DSP的乘法00000540546006XXFRCT=0000002A02A00072FRCT有效數(shù)值3定點DSP的乘法乘累加運算MACMACSmem，src(Smem)×(T)+(src)src結果受FRCT位的影響3定點DSP的乘法乘累加運算MAC*AR5+,A0000001000A000048E0000400T04000FRCT00100AR501011234010012343定點DSP的乘法乘累加運算MAC*AR5+,A0000001000A000091B000000048E0000400T040010FRCT100100AR501011234010012343定點DSP的乘法MASSQURSQURA3定點DSP的乘法00.10001.100102(Q2)3(Q1)0.51.5×）00100000000000001106(Q3)0.75.3定點DSP的乘法QQyXXD2xYYD2ZXYQxQyXD2YD2XDYD2(QxQy)QzZD23定點DSP的乘法截尾與舍入00110100101110001100001010010110?3定點DSP的乘法截尾與舍入00110100101110001100001010010110?3定點DSP的乘法截尾與舍入舍入001101001011100000110100101110011100001010010110＋1MPYR3定點DSP的乘法80006006X000002A02A+0007000003202A00003定點DSP的乘法截尾與舍入完成截尾或舍入后，計算結果的Q值應減去163定點DSP的乘法定點整數(shù)的乘法定點小數(shù)的乘法結果左移1位MPYMPYRFRCT截尾與舍入T1引言1定點DSP的數(shù)據(jù)存儲1引言目錄2定點DSP的加減法1引言CONTENTS3定點DSP的乘法4定點DSP的除法（option）4定點DSP的除法7.87516)126112140128120112808004定點DSP的除法010000000001000001111110------101111100-----.1------101111000Q0Q201110000------1------1------1------001100000010000000000000001111110.------7.8754定點DSP的除法小數(shù)點定位問題4定點DSP的除法整數(shù)除法將被除數(shù)與除數(shù)的最高有效數(shù)值位對齊結果的Q值調(diào)整為:Q14+Q被除數(shù)－Q除數(shù)4定點DSP的除法整數(shù)除法有效位對齊EXPNORM對累加器操作，將累加器中將累加器中的數(shù)左移，移位數(shù)的擴展符號位數(shù)寫入寄存器數(shù)為寄存器T中的數(shù)T4定點DSP的除法1111111111111111111111111111111111001011EXPAAFFFFFFFFCB-53FFFFFFFFCB-53T0000001925NORMAATFFFFFFFFCB-53FF960000000019001911111111100101100000000000000000000000004定點DSP的除法整數(shù)除法1數(shù)值調(diào)整2移位試減3結果保存4Q值調(diào)整4定點DSP的除法整數(shù)除法0100000001111110------1.除數(shù)<被除數(shù)01.1111104定點DSP的除法整數(shù)除法0100000001111110------1.0.除數(shù)<>被除數(shù)01.11111000.100000010004定點DSP的除法整數(shù)除法進一步提高結果的精度：數(shù)值位對齊后，若被除數(shù)大于除數(shù)，則被除數(shù)右移一位，結果前不添加符號位0。此時結果的Q值變?yōu)椋篞15+Q被除數(shù)－Q除數(shù)4定點DSP的除法整數(shù)除法問題：能否直接進行負數(shù)的除法計算？計算負數(shù)除法前應做哪些工作？4定點DSP的除法除法的C實現(xiàn)shortdiv_s(shortvar1,shortvar2){shortvar_out=0;shorti;IntL_num,L_denom;L_num=var1;L_denom=var2;for(i=0;i<15;i++){var_out<<=1;L_num<<=1;if(L_num>=L_denom){L_num=L_num-L_denom;var_out+=1;}}return(var_out);}4定點DSP的除法除法的C實現(xiàn)參與運算的數(shù)應為正數(shù)，結果符號在除法計算前需判斷除數(shù)為0的情況；當除數(shù)與被除數(shù)相等時，結果直接為1；當被除數(shù)為0時，結果直接為0計算完成后再判斷加上4定點DSP的除法除法的DSP實現(xiàn)SUBC?SUBCSmem,AA-(Smem<<15)ALU若ALU>=0(ALU<<1)+1src否則(src<<1)src4定點DSP的除法除法的DSP實現(xiàn)????????SSBXSXMSTM#d-Qout,AR2LDd-Den,16,AMPYAd-NumABSASTHA,d-RemLDd-Num,AABSA??