1、单片机原理单片机原理Single-Chip Computer Principle基于基于DSP的微控制器的微控制器DSP-Based Controller2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算2上次课小结上次课小结n多倍精度计算多倍精度计算n进位和借位进位和借位n溢出与溢出方式溢出与溢出方式n装载装载32位累加器位累加器n16位加减法位加减法n32位加减法位加减法n64位加减法位加减法n16位除法位除法2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算3上次课小结上次课小结n加法指令加法指令2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算4上次课小结上次课小结n减法指令减法指令n除法指令除法指令2022
2、-7-30第06讲 乘法与乘加运算5有符号数与无符号数有符号数与无符号数的关系的关系nxS16为为16位有符号数，位有符号数，xU16为为16位无符号数，位无符号数，Sx为符号位为符号位2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算6有符号数与无符号数有符号数与无符号数乘法的差别乘法的差别n可见乘积可见乘积高高16位位才有差别才有差别n32位有符号数位有符号数x的高半部的高半部xH看做有符号数，低看做有符号数，低半部半部xL看做无符号数看做无符号数DSP控制器原理控制器原理乘法运算乘法运算2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算8ACCPSCALEPREGMPYTREGISCALEMUXMUXC
3、ALUMUXOSCALECPU功能框图功能框图AR7AR1AR0ARAU2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算916位有符号整数乘法位有符号整数乘法 n乘积不需要移位乘积不需要移位nQ0与与Q0相乘相乘n结果仍是结果仍是Q02022-7-30第06讲 乘法与乘加运算1016位有符号纯小数乘法位有符号纯小数乘法 n乘积需要左移一位乘积需要左移一位nQ15与与Q15相乘相乘n结果是结果是Q30n希望结果是希望结果是Q312022-7-30第06讲 乘法与乘加运算11乘以乘以13位有符号纯小数常值位有符号纯小数常值n乘积需要左移乘积需要左移4位位nQ15与与Q12相乘相乘n乘积是乘积是Q27n希
4、望结果是希望结果是Q312022-7-30第06讲 乘法与乘加运算1216位无符号整数或纯小数乘法位无符号整数或纯小数乘法 n乘积不需要移位乘积不需要移位nQ0与与Q0相乘，结果仍是相乘，结果仍是Q0nQ16与与Q16相乘，结果是相乘，结果是Q322022-7-30第06讲 乘法与乘加运算1316位有符号纯小数连续乘加位有符号纯小数连续乘加 n右移右移6位位n有符号有符号Q30变成变成Q24，128项平均得项平均得Q31n无符号无符号Q32变成变成Q26，64项平均得项平均得Q322022-7-30第06讲 乘法与乘加运算14状态与控制寄存器状态与控制寄存器n控制位控制位nPM乘积移位方式乘积
5、移位方式 0=不移位，用于不移位，用于Q0*Q0或或Q16*Q16 1=左移左移1位，用于位，用于Q15*Q15 2=左移左移4位，用于位，用于Q15*Q12 3=右移右移6位，用于累加乘积位，用于累加乘积DSP控制器原理控制器原理乘法指令乘法指令2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算16乘法指令乘法指令nMPYn乘以有符号数乘以有符号数n乘以乘以13位有符号常数位有符号常数nMPYUn乘以无符号数乘以无符号数2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算17MPYn说明说明nTREG的内容乘以所寻址的数据存储器地址的的内容乘以所寻址的数据存储器地址的内容，结果放入乘积寄存器（内容，结果放入乘
6、积寄存器（PREG）。）。nThe contents of TREG are multiplied by the contents of the addressed data memory location.The result is placed in the product register(PREG).2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算18MPYn说明说明n对于短立即数寻址，对于短立即数寻址，TREG乘以有符号乘以有符号13位常位常数，相乘之前短立即数右对齐并作符号扩展，数，相乘之前短立即数右对齐并作符号扩展，而不管而不管SXM。nWith short immediate add
7、ressing,TREG is multiplied by a signed 13-bit constant.The short-immediate value is right justified and sign extended before the multiplication,regardless of SXM.2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算19MPYUn说明说明nTREG中的无符号数乘以所寻址的数据存储器中的无符号数乘以所寻址的数据存储器地址中的无符号数，结果存入乘积寄存器地址中的无符号数，结果存入乘积寄存器（PREG）。）。nThe unsigned contents
8、 of TREG are multiplied by the unsigned contents of the addressed data-memory location.The result is placed in the product register(PREG).2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算20乘加或乘减指令乘加或乘减指令nMPYA/MPYS同同MPY并累加并累加/减去前次积减去前次积nSQRA/SQRS乘方并累加乘方并累加/减去前次积减去前次积DSP控制器原理控制器原理设置乘积移位模式设置乘积移位模式2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算22SPMn设置乘积移位
9、模式设置乘积移位模式n注意：没有注意：没有#，看作，看作4条指令条指令2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算23SPMn说明说明n移位模式移位模式mode为为0，则，则PREG输出不移位输出不移位nNo shift of PREG outputn移位模式移位模式mode为为1，则，则PREG输出左移输出左移1位位nPREG output to be left shifted 1 placen移位模式移位模式mode为为2，则，则PREG输出左移输出左移4位位nPREG output to be left shifted 4 placesn移位模式移位模式mode为为3，则，则PREG输出右
10、移输出右移6位位nPREG output to be right shifted 6 places and sign extendedDSP控制器原理控制器原理TREG指令指令2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算25TREG指令指令2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算26LTn说明说明n指定的数据存储器地址的内容装入指定的数据存储器地址的内容装入TREG，LT指令可为乘法做准备装入指令可为乘法做准备装入TREGnTREG is loaded with the contents of the specified data-memory address.The LT instructi
11、on may be used to load TREG in preparation for multiplication.2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算27保存保存TREGn说明说明n没有保存没有保存TREG的指令，要保存的指令，要保存TREG，先乘以，先乘以1，再保存，再保存PREG的低的低16位。位。n注意：注意：PM必须为必须为0。2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算28LTPn说明说明nPREG的值存入累加器，的值存入累加器，PREG输出的移位由输出的移位由PM状态位控制。状态位控制。nThe PREG value is stored in the accumula
12、tor.The shift at the output of the PREG is controlled by the PM status bits.2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算29LTAn说明说明n乘积寄存器的内容，按乘积寄存器的内容，按PM状态位所定义进行移状态位所定义进行移位后加到累加器上，结果放入累加器。位后加到累加器上，结果放入累加器。nThe contents of the product register,shifted as defined by the PM status bits,are added to the accumulator,and the re
13、sult is placed in the accumulator.2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算30LTSn说明说明n乘积寄存器的内容，按乘积寄存器的内容，按PM状态位所定义进行移状态位所定义进行移位后从累加器中减去，结果放入累加器。位后从累加器中减去，结果放入累加器。nThe contents of the product register,shifted as defined by the contents of the PM status bits,are subtracted from the accumulator.The result is placed in the
14、 accumulator.2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算31LTDn 说明说明n与与LTA相同相同n所指定的数据存储器地址的内容还被复制到相所指定的数据存储器地址的内容还被复制到相邻的更高的数据存储器地址。邻的更高的数据存储器地址。nThe contents of the specified data-memory address are also copied to the next higher data memory address.DSP控制器原理控制器原理PREG的指令的指令2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算33PREG的指令的指令nLPH 装载装载PREG高半部
15、高半部nSPL保存保存PREG低半部低半部nSPH保存保存PREG高半部高半部2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算34SPLn说明说明nPREG的低的低16位按位按PM指定的数目移位后存入数指定的数目移位后存入数据存储器。据存储器。nThe 16 low-order bits of the PREG,shifted as specified by the PM bits,are stored in data memory.n首先，首先，32位位PREG值复制到乘积移位器，在这值复制到乘积移位器，在这里它按照里它按照PM指定的数目移位。指定的数目移位。nFirst,the 32-bit P
16、REG value is copied into the product shifter,where it is shifted as specified by the PM bits.2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算35SPLn说明说明n如果选择右移如果选择右移6位的方式，则高位符号扩展、低位的方式，则高位符号扩展、低位丢弃。位丢弃。nIf the right-shift-by-6 mode is selected,the high-order bits are sign extended and the low-order bits are lost.n如果选择左移，则高位丢弃、
17、低位补零。如果选择左移，则高位丢弃、低位补零。nIf a left shift is selected,the high-order bits are lost and the low-order bits are zero filled.n如果如果PM=0，则不移位。，则不移位。nIf PM=00,no shift occurs.2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算36SPLn说明说明n移位后的值的移位后的值的16个个LSB存入数据存储器。此指存入数据存储器。此指令不改变令不改变PREG和累加器的值。和累加器的值。nThen the 16 LSBs of the shifted val
18、ue are stored in data memory.Neither the PREG value nor the accumulator value is modified by this instruction.2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算37SPHn说明说明nPREG的高的高16位按位按PM指定的数目移位后存入数指定的数目移位后存入数据存储器。据存储器。nThe 16 high-order bits of the PREG,shifted as specified by the PM bits,are stored in data memory.2022-7-30第06
19、讲 乘法与乘加运算38LPHn 说明说明n用指定的数据存储器地址的内容装入用指定的数据存储器地址的内容装入PREG的的高高16位，位，PREG的低位不变。的低位不变。nThe 16 high-order bits of the PREG are loaded with the content of the specified data-memory address.The low-order PREG bits are unaffected.2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算39LPHn 说明说明nLPH指令在中断或子过程调用之后恢复指令在中断或子过程调用之后恢复PREG的高位。的高位
20、。nThe LPH instruction can be used for restoring the high-order bits of the PREG after interrupts and subroutine calls.2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算40装入装入PREG的低的低16位位n 说明说明n没有装入没有装入PREG的低的低16位的指令，要装入位的指令，要装入PREG的低的低16位，先将其装入位，先将其装入TREG，再乘以，再乘以1。2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算41PREG的指令的指令nPAC将将PREG装载到累加器装载到累加器nAPAC将将PR
21、EG加到加到ACC中中nSPAC从从ACC中减去中减去PREG2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算42PACn说明说明nPREG的内容按的内容按PM状态位的定义移位，载入累状态位的定义移位，载入累加器。加器。nThe content of PREG,shifted as specified by the PM status bits,is loaded into the accumulator.2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算43APACn说明说明nPREG的内容按的内容按ST1寄存器中寄存器中PM状态位的定义状态位的定义移位，与累加器的内容相加，结果放入累加器。移位，与累加器
22、的内容相加，结果放入累加器。nThe contents of PREG are shifted as defined by the PM status bits of the ST1 register and added to the contents of the accumulator.The result is placed in the accumulator.DSP控制器原理控制器原理保存与恢复乘法器的状态保存与恢复乘法器的状态2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算45保存乘法器的状态保存乘法器的状态2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算46恢复乘法器的状态恢复乘法器的状态n当前当前AR指向所保存的指向所保存的TREG2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算47本次课小结本次课小结n乘积移位方式乘积移位方式PMn16位乘法位乘法n保存与恢复乘法器的状态保存与恢复乘法器的状态2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算48本次课小结本次课小结2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算49本次课小结本次课小结2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算50下次课内容下次课内容n单指令乘加运算单指令乘加运算2022-7-30第06讲 乘法与乘加运算51思考题思考题
