C28xDSP的CPU與指令系統(tǒng)

1、2021-7-12C28xDSP的CPU與指令系統(tǒng)1 第3章 C28x DSP的CPU與指令系統(tǒng) 本章內容：本章內容： 3.1 中央處理器中央處理器 3.2 尋址方式尋址方式 3.3 C28x DSP指令系統(tǒng)指令系統(tǒng) 2021-7-12C28xDSP的CPU與指令系統(tǒng)2 3.1 中央處理器中央處理器 C28x DSP的中央處理器（的中央處理器（CPU）結構包括三個部分：）結構包括三個部分： CPU內核、仿真邏輯單元和內核、仿真邏輯單元和CPU信號信號 。 C28x CPU組成概念框圖組成概念框圖 1. CPU結構結構 2021-7-12C28xDSP的CPU與指令系統(tǒng)3 仿真邏輯單元的主要功能

2、是監(jiān)視和控制仿真邏輯單元的主要功能是監(jiān)視和控制CPU 以及其他外設的工作情況，并實現(xiàn)對設備的測試以及其他外設的工作情況，并實現(xiàn)對設備的測試 和調試功能。和調試功能。 CPU的信號主要包括的信號主要包括4種：種： 存儲器接口信號存儲器接口信號 時鐘和控制信號時鐘和控制信號 復位和中斷信號復位和中斷信號 仿真信號仿真信號 2021-7-12C28xDSP的CPU與指令系統(tǒng)4 F281x DSP的的CPU 單元結構框圖單元結構框圖 2021-7-12C28xDSP的CPU與指令系統(tǒng)5 C28x的的CPU主要由總線、主要由總線、CPU寄存器、程序地址發(fā)寄存器、程序地址發(fā) 生器和控制邏輯、地址寄存器算術

3、單元生器和控制邏輯、地址寄存器算術單元(ARAU)、算術邏、算術邏 輯單元輯單元(ALU)、乘法器和移位器等邏輯部件組成，還包括、乘法器和移位器等邏輯部件組成，還包括 指令隊列和指令譯碼單元、中斷處理邏輯等。指令隊列和指令譯碼單元、中斷處理邏輯等。 ALU為為32位的運算邏輯單元，主要執(zhí)行算術運算和布位的運算邏輯單元，主要執(zhí)行算術運算和布 爾運算。在運算之前，爾運算。在運算之前，ALU從寄存器、數(shù)據(jù)存儲器或程從寄存器、數(shù)據(jù)存儲器或程 序控制邏輯單元接收數(shù)據(jù)，然后進行運算，最后把結果存序控制邏輯單元接收數(shù)據(jù)，然后進行運算，最后把結果存 入寄存器或數(shù)據(jù)存儲器中。入寄存器或數(shù)據(jù)存儲器中。 32位的乘

4、法器，可執(zhí)行位的乘法器，可執(zhí)行3232位的補碼乘法，并產(chǎn)生位的補碼乘法，并產(chǎn)生 64位的結果。乘法器采用位的結果。乘法器采用32位乘數(shù)寄存器位乘數(shù)寄存器(XT,)、32位乘積位乘積 寄存器寄存器(P)和和32位累加器位累加器(ACC)。CPU的移位器實現(xiàn)對操作的移位器實現(xiàn)對操作 數(shù)的移位操作。數(shù)的移位操作。 2021-7-12C28xDSP的CPU與指令系統(tǒng)6 Fast program execution out of both RAM and Flash memory l100-120 MIPS with Flash Acceleration Technology l150 MIPS out

5、 of RAM for time-critical code Control Peripherals Memory Sub-System Event Managers Ultra-Fast 12-bit ADC l12.5 MSPS throughput lDual sample假設假設AMODE=0(C28x尋址方式尋址方式) -v28 -m20 ;假設假設AMODE=1(C2xLP兼容尋址方式兼容尋址方式) 匯編器還允許文件中嵌套指令改變尋址方式。匯編器還允許文件中嵌套指令改變尋址方式。 .c28_amode;告知匯編器后綴代碼為告知匯編器后綴代碼為AMODE=0(C28x尋址方式尋址方式

6、) .lp_amode;告知匯編器后綴代碼為告知匯編器后綴代碼為AMODE=1(C2xLP兼容尋址方式兼容尋址方式) 2021-7-12C28xDSP的CPU與指令系統(tǒng)26 直接尋址方式操作數(shù)的直接尋址方式操作數(shù)的22位物理地址被分成兩部分，位物理地址被分成兩部分， 16位的數(shù)據(jù)頁指針位的數(shù)據(jù)頁指針(DP)寄存器作為固定的頁指針，指令中寄存器作為固定的頁指針，指令中 提供提供6位或位或7位的偏移量，這些偏移量與位的偏移量，這些偏移量與DP中的值一起確定中的值一起確定 操作數(shù)的地址操作數(shù)的地址 。 2021-7-12C28xDSP的CPU與指令系統(tǒng)27 堆棧尋址方式操作數(shù)在堆棧中，操作數(shù)物理地址

7、由堆堆棧尋址方式操作數(shù)在堆棧中，操作數(shù)物理地址由堆 棧指針棧指針SP給出。給出。C28x的軟件堆棧從存儲器的低地址變化的軟件堆棧從存儲器的低地址變化 到高地址，堆棧指針總是指向下一個位置。在指令中提供到高地址，堆棧指針總是指向下一個位置。在指令中提供 6位的偏移量，表明數(shù)據(jù)入?；虺鰲r，棧指針增加和減位的偏移量，表明數(shù)據(jù)入?；虺鰲r，棧指針增加和減 小值小值 。 2021-7-12C28xDSP的CPU與指令系統(tǒng)28 間接尋址方式，操作數(shù)物理地址存放在間接尋址方式，操作數(shù)物理地址存放在32位寄存位寄存 器器XAR0XAR7中。在中。在C28x的間接尋址中所用的寄存的間接尋址中所用的寄存 器直接

8、出現(xiàn)在指令中。在器直接出現(xiàn)在指令中。在C2xLP的間接尋址中，由的間接尋址中，由3位位 的輔助寄存器指針的輔助寄存器指針(ARP)選擇指令使用哪個輔助寄存器選擇指令使用哪個輔助寄存器 作為間接尋址寄存器。作為間接尋址寄存器。 2021-7-12C28xDSP的CPU與指令系統(tǒng)29 寄存器尋址方式操作數(shù)在寄存器中。寄存器尋址方寄存器尋址方式操作數(shù)在寄存器中。寄存器尋址方 式可分為式可分為32位和位和16位尋址方式位尋址方式 。 2021-7-12C28xDSP的CPU與指令系統(tǒng)30 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/程序程序/IO空間立即尋址方式有空間立即尋址方式有4種語法：種語法：*(0：16bit)、 *(PA)、

9、0: pma和和*(pma)。 2021-7-12C28xDSP的CPU與指令系統(tǒng)31 程序空間間接尋址方式的訪問程序空間有程序空間間接尋址方式的訪問程序空間有3種語法：種語法： *AL、*XAR7和和*XAR7+。 字節(jié)尋址方式字節(jié)尋址方式 32位操作數(shù)的定位位操作數(shù)的定位 2021-7-12C28xDSP的CPU與指令系統(tǒng)32 3.3 C28x DSP指令系統(tǒng)指令系統(tǒng) C28x DSP指令系統(tǒng)一覽表見教材。指令系統(tǒng)一覽表見教材。 XARn寄存器寄存器(XAR0XAR7)操作操作 DP寄存器操作寄存器操作 SP寄存器操作寄存器操作 AX寄存器操作寄存器操作(AH, AL) 16位位ACC累加

10、器操作累加器操作 32位位ACC累加器操作累加器操作 64位位ACC：P寄存器操作寄存器操作 P或或XT寄存器操作寄存器操作(P, PH, PL, XT, T, TL) 1616位乘法操作位乘法操作 2021-7-12C28xDSP的CPU與指令系統(tǒng)33 3232位乘法操作位乘法操作 直接存儲器操作直接存儲器操作 I/O空間操作空間操作 程序空間操作程序空間操作 跳轉跳轉/調用調用/返回操作返回操作 中斷寄存器操作中斷寄存器操作 狀態(tài)位清零狀態(tài)位清零 其他操作其他操作 2021-7-12C28xDSP的CPU與指令系統(tǒng)34 思考題與習題思考題與習題 簡述簡述C28x DSP CPU的組成。的組成。 C28x的的CPU有哪些寄存器？有哪些寄存器？ 簡述簡述C28x DSP的總線結構。的總線結構。 輔助寄存器有哪些？其作用是什么？輔助寄存器有哪些？其作用是什么？ 狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器ST0，ST1的作用是什么？的作用是什么？ C28x DSP有哪些尋址方式？有哪些