匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)DSP技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例第3版課件

第6章匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)6.1程序的控制與轉(zhuǎn)移TMS320C54x具有豐富的程序控制與轉(zhuǎn)移指令，利用這些指令可以執(zhí)行分支轉(zhuǎn)移、循環(huán)控制及子程序操作?；镜某绦蚩刂浦噶钊绫?-1所示。表6-1基本的程序控制指令分支轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行周期子程序調(diào)用指令執(zhí)行周期子程序返回指令執(zhí)行周期Bnext4BACCsrc6BCnext,cond5/3CALLsub4CALAsrc6CCsub,cond5/3RET5RCcond5/31．條件算符條件分支轉(zhuǎn)移指令或條件調(diào)用、條件返回指令都用條件來(lái)限制分支的轉(zhuǎn)移、調(diào)用和返回操作。條件算符分成兩組，每組組內(nèi)還有分類(lèi)。第1組：EQNEQLEQGEQLTGTOVNOV第2組：TCNTCCNCBIONBIO選用條件算符時(shí)應(yīng)當(dāng)注意以下3點(diǎn):?第1組：組內(nèi)兩類(lèi)條件可以進(jìn)行與/或運(yùn)算，但不能在組內(nèi)同一類(lèi)中選擇兩個(gè)條件算符與/或。當(dāng)選擇兩個(gè)條件時(shí)，累加器必須是同一個(gè)。例如，可以同時(shí)選擇AGT和AOV，但不能同時(shí)選擇AGT和BOV。?第2組：可從組內(nèi)3類(lèi)算符中各選一個(gè)條件算符與/或，但不能在組內(nèi)同一類(lèi)中選兩個(gè)條件算符與/或。例如，可以同時(shí)測(cè)試TC、C和BIO，但不能同時(shí)測(cè)試NTC和TC。?組與組之間的條件只能進(jìn)行或運(yùn)算。2．循環(huán)操作BANZ在程序設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常需要重復(fù)執(zhí)行某段程序，利用BANZ（當(dāng)輔助寄存器不為0時(shí)轉(zhuǎn)移）指令執(zhí)行循環(huán)計(jì)數(shù)和操作是十分方便的。SUM:STM #x,AR3 STM #4,AR2loop: ADD *AR3+,A ;程序存儲(chǔ)器 BANZ loop,*AR2- STL A,@y6.2堆棧的使用方法TMS320C54x提供一個(gè)用16位堆棧指針（SP）尋址的軟件堆棧。當(dāng)向堆棧中壓入數(shù)據(jù)時(shí)，堆棧從高地址向低地址增長(zhǎng)。堆棧指針是減在前、加在后，即先SP1再壓入數(shù)據(jù)，先彈出數(shù)據(jù)后SP+1。如果程序中要用到堆棧，則必須先進(jìn)行設(shè)置，方法如下：size .set 100stack .usect "STK"，size STM #stack+size，SP上述語(yǔ)句在數(shù)據(jù)RAM空間開(kāi)辟一個(gè)堆棧區(qū)。前兩句在數(shù)據(jù)RAM中自定義一個(gè)名為STK的保留空間，共100個(gè)單元。第3句將這個(gè)保留空間的高地址（#stack+size）賦給SP，作為棧底，參見(jiàn)圖6-1。至于自定義未初始化段STK究竟定位在數(shù)據(jù)RAM中的什么位置，應(yīng)當(dāng)在鏈接器命令文件中規(guī)定。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器0

STK堆棧的設(shè)置size．set100stack．usect"STK"，sizeSTM#stack+size，SP堆棧的用法壓入操作：SP先減1后，再將數(shù)據(jù)壓入堆棧中彈出操作：數(shù)據(jù)彈出后，再將SP加1…stack可用棧區(qū)SP→最后用的單元已用棧區(qū)65535…圖6-1堆棧設(shè)置堆棧之后，就可以使用堆棧了，例如：CALLpmad ；(SP)-1→SP，(PC)+2→TOS ；pmad→PCRET ；(TOS)→PC，(SP)+l→SP堆棧區(qū)應(yīng)開(kāi)辟多大？這需要按照以下步驟來(lái)確定:①先開(kāi)辟一個(gè)大堆棧區(qū)，且用已知數(shù)填充。②運(yùn)行程序，執(zhí)行所有的操作。③暫停，檢查堆棧中的數(shù)值如下圖。④用過(guò)的堆棧區(qū)才是實(shí)際需要的堆棧空間。2.乘法【例6-5】計(jì)算y=mx+b。

SU: LD @m,T MPY @x,A ADD @b,A STL A,@y RET .end計(jì)算結(jié)果：數(shù)據(jù)寄存器地址存儲(chǔ)內(nèi)容十進(jìn)制數(shù)m 0060H 0003H3x 0061H 000FH15b 0062H 0014H20y 0063H 0041H656.4重復(fù)操作1．重復(fù)執(zhí)行單條指令

重復(fù)指令RPT或RPTZ允許重復(fù)執(zhí)行緊隨其后的那一條指令。如果要重復(fù)執(zhí)行n次，則重復(fù)指令中應(yīng)規(guī)定計(jì)數(shù)值為n1。由于重復(fù)的指令只需要取指一次，與利用BANZ指令進(jìn)行循環(huán)相比，效率要高得多。

【例6-9】對(duì)數(shù)組x[5]＝{0,0,0,0,0}進(jìn)行初始化。.bss x,5或者STM #x,AR1LD #0H,ARPT #4STL A,*AR1+或者.bss x,5STM #x,AR1RPTZ #4STL A,*AR1+2．塊程序重復(fù)操作

塊程序重復(fù)操作RPTB將重復(fù)操作的范圍擴(kuò)大到任意長(zhǎng)度的循環(huán)回路。由于塊程序重復(fù)指令RPTB的操作數(shù)是循環(huán)回路的結(jié)束地址，而且，其下條指令就是重復(fù)操作的內(nèi)容，因此必須先用STM指令將所規(guī)定的迭代次數(shù)加載到塊重復(fù)計(jì)數(shù)器（BRC）中。RPTB指令的特點(diǎn)是：對(duì)任意長(zhǎng)度的程序段的循環(huán)開(kāi)銷(xiāo)為0，其本身是一條2字4周期指令；循環(huán)開(kāi)始地址（RSA）是RPTB指令的下一行，結(jié)束地址（REA）由RPTB指令的操作數(shù)規(guī)定?！纠?-10】對(duì)數(shù)組x[5]中的每個(gè)元素加1。 .bss x,5start: LD #1,16,B STM #4,BRC STM #x,AR4 RPTB next-1 ADD *AR4,16,B,A STH A,*AR4+next: LD #0,B6.5數(shù)據(jù)塊傳送

這些指令的特點(diǎn)如下：（1）傳送速度比加載和存儲(chǔ)指令的速度要快；（2）傳送數(shù)據(jù)不需要通過(guò)累加；（3）可以尋址程序存儲(chǔ)器；（4）與RPT指令相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)塊傳送。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器←→數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器#W/C數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器←→MMR#W/CMVDKSmem,dmadMVKDdmad,SmemMVDDXmem,Ymem2/22/21/1MVDMdmad,MMRMVMDMMR,dmadMVMMmmr,mmr2/22/21/1程序存儲(chǔ)器←→數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器#W/C程序存儲(chǔ)器（Acc）←→數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器#W/CMVPDPmad,SmemMVDPSmem,Pmad2/32/4READASmemWRITASmem1/51/51．程序存儲(chǔ)器→數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

【例6-11】初始化數(shù)組x[5]={1,2,3,4,5}。 .title "zh9.asm" .mmregsSTACK .usect "STACK",10H .bss x,5 .datatable: .word 1,2,3,4,5 .def start .textstart: STM #x,AR1 RPT #4 MVPD table,*AR1+

end: B end .end2．?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器→數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

【例6-12】編寫(xiě)一段程序，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中數(shù)組x[20]中的數(shù)據(jù)復(fù)制到數(shù)組y[20]中。 .title "zh10.asm" .mmregsSTACK .usect "STACK",30H

.bss x,20 .bss y,20 .datatable: .word 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20 .def start .textstart: STM #x,AR1 RPT #19 MVPD table,*AR1+ ；從程序存儲(chǔ)器傳送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中 STM #x,AR2 STM #y,AR3 RPT #19 MVDD *AR2+,*AR3+

；從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中end: B end .end20個(gè)數(shù)據(jù)從0060H～0073H傳送到0074H～0087H，結(jié)果如圖所示：

如果求y=mx+b，則單操作數(shù)和雙操作數(shù)實(shí)現(xiàn)方法比較如表6-4所示：表6-4單/雙操作數(shù)編程比較

用雙操作數(shù)指令編程的特點(diǎn)為：（1）用間接尋址方式獲得操作數(shù)，且輔助寄存器只能用AR2～AR5；（2）占用的程序空間??；（3）運(yùn)行的速度快。單操作數(shù)方法雙操作數(shù)方法LD@m，TMPY@x，AADD@b，ASTLA，@yMPY*AR2，*AR3，AADD@b，ASTLA，@y雙操作數(shù)MAC型的指令有4種，如表6-5所示：表6-5MAC型雙操作數(shù)指令

對(duì)于Xmem和Ymem，只能用以下輔助寄存器及尋址方式：

輔助寄存器 AR2尋址方式 *ARn AR3 *ARn+ AR4 *ARn AR5 *ARn+0%指令功能MPYXmem,Ymem,dstMACXmem,Ymem,src[,dst]MASXmem,Ymem,src[,dst]MACPSmem,Pmad,src[,dst]dst=Xmem*Ymemdst=src+Xmem*Ymemdst=src-Xmem*Ymemdst=src+Smem*Pmad6.7長(zhǎng)字運(yùn)算和并行運(yùn)算

1．長(zhǎng)字指令

DLD Lmem，dst ;dst=LmemDST src，Lmem ;Lmem=srcDADD Lmem，src[，dst] ;dst=src+LmemDSUB Lmem，src[，dst] ;dst=src-LmemDRSUB Lmem，src[，dst] ;dst=Lmem-src（1）偶地址排列法

（2）奇地址排列法

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器偶地址：xhi奇地址：xlo程序存儲(chǔ)器偶地址：1234奇地址：5678

.long12345678h變量名稱(chēng)字長(zhǎng)頁(yè)鄰接偶地址排列法

.bssxhi,2,1,1圖6-8奇偶地址排列規(guī)定2．并行運(yùn)算

并行運(yùn)算指令舉例

指令舉例操作說(shuō)明LD||MAC[R]LD||MAS[R]LDXmem，dst||MAC[R]Ymem[，dst2]dst=Xmem<<16dst2=dst2+T*YmemST||LDSTsrc，Ymem||LDXmem，dstYmem=src>>(16-ASM)dst=Xmem<<16ST||MPYST||MAC[R]ST||MAS[R]STsrc，Ymem||MAC[R]Xmem，dstYmem=src>>(16-ASM)dst=dst+T*XmemST||ADDST||SUBSTsrc，Ymem||ADDXmem，dstYmem=src>>(16-ASM)dst=dst+Xmem【例6-16】用并行運(yùn)算指令編寫(xiě)計(jì)算z=x+y和f=e+d的程序。

.mmregsSTACK .usect "STACK",10H .bss x,3 .bss d,3 .def start .datatable: .word 0123H,1027H,0,1020H,0345H,0 .textstart: STM #0,SWWSR STM #STACK+10H,SP STM #x,AR1 RPT #5 MVPD table,*AR1+ STM #x,AR5 STM #d,AR2 LD #0,ASM LD *AR5+,16,A ADD *AR5+,16,A ST A,*AR5;并行指令 ||LD *AR2+,B ADD *AR2+,16,B STH B,*AR2end: B end .end3．64位加法和減法運(yùn)算

64位數(shù)的加法和減法算式如下：

w3w2w1w0(W64)+x3x2Cx1x0(X64)低32位相加產(chǎn)生進(jìn)位C

-y3y2C'y1y0(Y64)低32位相減產(chǎn)生借位C'

z3z2z1z0(Z64)〖例6-17〗編寫(xiě)計(jì)算Z64=W64+X64-Y64的程序。W、X、Y和結(jié)果Z都是64位數(shù)，它們都由兩個(gè)32位的長(zhǎng)字組成。利用長(zhǎng)字指令可以完成64位數(shù)的加／減法。4．32位乘法運(yùn)算

32位乘法算式如下：

x1x0SU×y1y0SUx0×y0U×Uy1×x0S×Ux1×y0S×Uy1×x1S×Sw3w2w1w0SUUU其中，S——帶符號(hào)數(shù)，U——無(wú)符號(hào)數(shù)。由上算式可見(jiàn)，在32位乘法運(yùn)算中，實(shí)際上包括三種乘法運(yùn)算：U×U，S×U及S×S。一般的乘法運(yùn)算指令都是兩個(gè)帶符號(hào)數(shù)相乘，即S×S。所以，在編程時(shí)，還要用到以下兩條乘法指令：MACSUXmem，Ymem，src；無(wú)符號(hào)數(shù)與帶符號(hào)數(shù)相乘并累加；src=U(Xmem)×S(Ymem)+srcMPYUSmem，dst；無(wú)符號(hào)數(shù)相乘；dst=U(T)×U(Smem)〖例6-18〗編寫(xiě)計(jì)算W64=X32×Y32的程序。32位乘法實(shí)現(xiàn)的64位乘積的程序如下：STM#x,AR2STM#y,AR3LD*AR2,T;T=x0MPYU*AR3+,A;A=ux0×uy0STLA,@w0;w0=ux0×uy0LDA,-16,A;A=A>>16MACSU*AR2+,*AR3-,A;A+=y1×ux0MACSU*AR3+,*AR2,A;A+=x1×uy0STLA,@w1;w1=ALDA,-16,A;A=A>>16MAC*AR3,*AR2,A;A+=x1×y1STLA,@w2;w2=A的低16位STHA,@w3;w3=A的高16位解決冗余符號(hào)位的辦法：在程序中設(shè)定狀態(tài)寄存器ST1中的FRCT（小數(shù)方式）位為1，在乘法器將結(jié)果傳送至累加器時(shí)就能自動(dòng)地左移1位，累加器中的結(jié)果為：Szzzzzz0(Q7格式)，即11101000(0.1875)，自動(dòng)地消去了兩個(gè)帶符號(hào)數(shù)相乘時(shí)產(chǎn)生的冗余符號(hào)位。在小數(shù)乘法編程時(shí)，應(yīng)當(dāng)事先設(shè)置FRCT位如下：SSBXFRCTMPY*AR2，*AR3，ASTHA，＠Z這樣，TMS320C54x就完成了Q15×Ql5=Q15的小數(shù)乘法。

6.9除法運(yùn)算

1．被除數(shù)的絕對(duì)值小于除數(shù)的絕對(duì)值，商為小數(shù)

在一般的DSP中都沒(méi)有除法器硬件。因?yàn)槌ㄆ饔布鷥r(jià)很高，所以就沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的除法指令。同樣，在TMS320C54x中也沒(méi)有一條單周期的16位除法指令。但是，利用條件減法指令（SUBC指令），加上重復(fù)指令“RPT#15”，就可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)的除法運(yùn)算。條件減法指令的功能如下：SUBCSmem，src 2．被除數(shù)的絕對(duì)值大于等于除數(shù)的絕對(duì)值，商為整數(shù)

6.10浮點(diǎn)運(yùn)算

1．浮點(diǎn)數(shù)的表示方法

在TMS320C54x中，浮點(diǎn)數(shù)由尾數(shù)和指數(shù)兩部分組成，它與定點(diǎn)數(shù)的關(guān)系如下：定點(diǎn)數(shù)=尾數(shù)×2（指數(shù)）例如，定點(diǎn)數(shù)0x2000(0.25)用浮點(diǎn)數(shù)表示時(shí)，尾數(shù)為0x4000(0.5)，指數(shù)為1，即0.25=0.5×21浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)和指數(shù)可正可負(fù)，均用補(bǔ)碼表示。指數(shù)的范圍為8～31。

2．定點(diǎn)數(shù)到浮點(diǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)換

TMS320C54x通過(guò)3條指令可將一個(gè)定點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)化成浮點(diǎn)數(shù):（1）EXPA（2）STT，EXPONENT（3）NORMA3．浮點(diǎn)數(shù)到定點(diǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)換

知道TMS320C54x浮點(diǎn)數(shù)的定義后，就不難將浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換成定點(diǎn)數(shù)了。因?yàn)楦↑c(diǎn)數(shù)的指數(shù)就是在規(guī)格化時(shí)左移（指數(shù)為負(fù)時(shí)是右移）的位數(shù)，所以在將浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換成定點(diǎn)數(shù)時(shí)，只要按指數(shù)值將尾數(shù)右移（指數(shù)為負(fù)時(shí)是左移）就行了。

4．浮點(diǎn)乘法舉例

【例6-26】編寫(xiě)浮點(diǎn)乘法程序，完成x1×x2=0.3×(0.8)運(yùn)算。程序中保留10個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元：x1：被乘數(shù)m2：乘數(shù)的尾數(shù)x2：乘數(shù)ep：乘積的指數(shù)e1：被乘數(shù)的指數(shù)mp：乘積的尾數(shù)ml：被乘數(shù)的尾數(shù)product：乘積e2：乘數(shù)的指數(shù)temp：暫存單元程序清單如下：.title"zh24.asm".mmregs.defstartSTACK.usect"STACK",100;64H.bssx1,1.bssx2,1.bsse1,1.bssm1,1.bsse2,1.bssm2,1.bssep,1.bssmp,1.bssproduct,1.bsstemp,1.datatable:.word3*32768/10;0.3.word-8*32768/10;-0.8.textstart:STM#STACK+100,SP;設(shè)置堆棧指針MVPDtable,@x1;將x1和x2傳送至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器MVPDtable+1,@x2LD@x1,16,A;將x1規(guī)格化為浮點(diǎn)數(shù)EXPASTT,@e1;保存x1的指數(shù)NORMASTHA,@m1;保存x1的尾數(shù)

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