1、D S P 原理 与 应 用The principle and application of DSP主 讲:胡文静Q Q:228405520Email:avonhu126第三章 C54指令系统本章知识概要：寻址方式指令表示方法指令系统学习重点：寻址方式的分类及功能指令符号、缩略语及运算符常用指令寻址方式定义：寻找指令所指定的参与运算的操作数的方法。采用不同的寻址方式，会影响程序执行时间和代码效率。分为两大类：程序寻址和数据寻址。7种基本的寻址方式：立即寻址 绝对寻址 累加器寻址 直接寻址 间接寻址 存储器映像寄存器寻址 堆栈寻址常用缩略语Smem16位单寻址操作数Xmem16位双寻址操作数，用
2、于双操作数或部分单操作数指令，从DB数据总线上读取Ymem16位双寻址操作数，用于双操作数指令，从CB数据总线上读取dmad16位立即数：数据存储器地址（065 535）pmad16位立即数：程序存储器地址（065 535）PA16位立即数：I/O口地址（065 535）src源累加器（A或B）dst目的累加器（A或B）1k16位长立即数立即寻址指令中含有执行指令所需的操作数。操作数紧随操作码存放在程序存储器中。例如：LD#F180，A;将立即数F180加载到A立即数的数值形式：短立即数:3、5、8、9位，单字指令；长立即数:16位，双字指令特点指令中含有一个固定的立即数，运行速度较快;但需占
3、用程序存储空间，并且数值不能改变。用途用于表示常数或对寄存器初始化。支持立即寻址的指令3位立即数 5位立即数 8位立即数 9位立即数 16位立即数 LD LD FRAME LD RPT LD ADD ADDM ANDAND MBITFCMPM LD MAC OR ORM RPT RPTZ ST STM SUBXOR XORM 绝对寻址指令中含有所要寻找的操作数的16位存储单元地址或I/O空间地址。16位地址表示形式：地址标号，如：TABLE；16位符号常量，如：89AB、1234。特点指令中包含一个固定的16位地址，能寻址所有数据存储空间，但速度慢，需要较大的存储空间。用途用于对速度要求较低的
4、场合。Question：绝对寻址的指令字长至少多少？绝对寻址有四种类型：数据存储器地址(dmad)寻址；确定数据存储器中的一个地址，dmad可以是程序标号或数字。程序存储器地址(pmad)寻址；确定程序存储器中的一个地址，pmad可以是符号或具体的数字。端口(PA)寻址；确定外部端口的地址，PA可以是符号或具体的数字。*(1k)寻址。确定数据存储器中的一个地址，(1k)是一个指定数据空间的地址（16位）。绝对寻址举例举例：MVKDEXAM1,*AR5将数据存储器EXAM1地址单元的内容复制到辅助寄存器AR5所指向的地址单元。MVPDTABLE,*AR2将程序存储器TABLE1地址单元的内容复制
5、到辅助寄存器AR2所指向的地址单元。PORTR FIFO,*AR5将数据从FIFO端口复制到辅助寄存器AR5所指向的地址单元。LD *(PN),A将地址为PN的数据单元的内容装载到累加器A。累加器寻址定义以累加器中的内容作为地址去寻址程序存储器存放数据的程序存储器。用途用于程序存储器和数据存储器之间的数据交换。举例 READA Smem以累加器A中的内容为地址去读取程序存储器，写入Smem所指向的数据存储器。WRITASmem将Smem所指向的数据存储器内容写入以累加器A中的内容为地址的程序存储器。直接寻址利用指令中包含的数据存储器的低7位地址+基地址得到16位数据存储器的地址。基地址：DP，
6、数据页指针；SP，堆栈指针。用途：利用DP和SP寻址数据存储器（DM）。格式：特点：指令中含有数据存储器的低7位地址（偏移）；16位地址由基地址（DP或SP）和偏移地址（dmad）组合而成。Question:如何确定基地址具体形式？直接寻址地址形成过程 CPL=0Question：16位地址具体分布情况？直接寻址地址形成过程 CPL=1直接寻址表示表示：变量前加，如x；偏移量前加，如10。特点：不改变DP和SP的情况下，随机访问128个单元任何一个单元；指令短，每条指令只有一个字。例1:数据存储器存储数据如图所示，采用数据页指针DP直接寻址，完成x，y单元的两个数据求和。直接寻址举例+直接寻址
7、举例+直接寻址举例例2：数据存储器存储数据如图所示，采用堆栈指针SP直接寻址，求堆栈中距栈顶两个数x,y的单元的和。(SP=0200H)+间接寻址利用辅助寄存器内容作为地址指针访问存储器，C54系列DSP具有8个16位辅助寄存器（AR0AR7）寻址范围：每一个辅助寄存器可以寻址64K字的数据存储空间中的任何一个单元。利用两个辅助寄存器算术运算单元(ARAU0和ARAU1)，对辅助寄存器的内容进行操作，可以完成16位无符号数算术运算。特点：能从存储器中读或写一个单16位数据操作数；能在单指令中读两个独立的数据存储单元；能在单指令中读一个存储单元的同时写一个存储单元；能在单指令中读写两个连续的存储
8、单元。单操作数间接寻址单操作数间接寻址形式MOD域 操作句法功 能说 明0000*ARx 地址=ARx ARx的内容为数据存储器地址0001*ARx-地址=ARx ARx=ARx-1 寻址结束后，ARx地址减1。注2 0010*ARx+地址=ARx ARx=ARx+1 寻址结束后，ARx地址加1。注1 0011*+ARx ARx=ARx+1 地址=ARx ARx中的地址加1后，再寻址。注1、注2、注3 0100*ARx-0B 地址=ARx ARx=B(ARx-AR0)寻址结束后，用位倒序进位的方法 从ARx中减去AR0的值。注1：寻址16位字时增/减量为1，32位字时增/减量为2。注2：这种方
9、式只能用写操作指令。注3：这种方式不允许对存储器映像寄存器寻址。0101*ARx-0 地址=ARx ARx=ARx-AR0寻址结束后,从ARx中减去AR0的值。0110*ARx+0 地址地址=ARx ARx=ARx+AR0 寻址结束后，把AR0加到ARx中*ARx+0B 地址=ARx ARx=B(ARx+AR0)寻址结束后，用位倒序进位的方法将 AR0加到ARx中*ARx-%地址=ARx ARx=Circ(ARx-1)寻址结束后，ARx中的地址值按循环减的方法减1。注1*ARx-0%地址=ARx ARx=Circ(ARx-AR0)寻址结束后，按循环减的方法从ARx中减去AR0中的值注1：寻址1
10、6位字时增/减量为1，32位字时增/减量为2。单操作数间接寻址形式域操作句法功 能说 明1010 *ARx+%地址=ARx ARx=Circ(ARx+1)寻址结束后，ARx中的地址值按循环加的方法加1。注1 1011*ARx+0%地址=ARx ARx=Circ(ARx+AR0)寻址结束后，按循环加的方法将AR0中的值加到ARx。1100*ARx(lk)地址=ARx+lk ARx=ARx以ARx与16位数之和作为地址，寻址结束后，ARx中的值不变。1101 *+ARx(lk)地址=ARx+lk ARx=ARx+lk将一个16位带符号数加到ARx，然后寻址。注31110*ARx(lk)%地址=Ci
11、rc(ARx+lk)ARx=Circ(ARx+lk)将一个16位带符号数按循环加的方法加至ARx，然后再寻址1111*(lk)地址=(lk)利用16位无符号数作为地址,寻址数据存储器注3：这种方式不允许对存储器映像寄存器寻址。Xmod,Ymod操作码语法功 能 说 明 0 0*ARx地址=ARxARx中的内容是数据存储器地址 0 1*ARx-地址=ARxARx=ARx-1寻址后，ARx的地址减1 1 0*ARx+地址=ARxARx=ARx+1寻址后，ARx的地址加1 1 1*ARx+0%地址=ARxARx=Circ(ARx+AR0)寻址后，AR0以循环寻址方式加到ARx中去 存储器映像寄存器寻
12、址用途：用于修改存储器映像寄存器的值，不影响当前数据页指针（DP）或堆栈指针（SP）的值。可工作于直接或间接寻址方式。MMR地址：直接寻址高9位数据存储器地址置0，利用指令中的低7位地址访问MMR；间接寻址高9位数据存储器地址置0，按当前AR的低7位地址访问MMR；结束后，AR的高9位强制置0堆栈寻址堆栈中断和子程序调用时自动存放PC的值；保护现场和传递参数。从高地址向低地址方向填入；通过堆栈指针（SP）管理堆栈；SP始终指向存放于堆栈中的最后一个元素。操作：压栈（PUSH）-SP减小；出栈（POP）-SP增大；FILO原则。PSHD Smem;Smem压入堆栈POPD Smem;栈顶弹出到S
13、memPSHM MMR ;MMR压入堆栈POPD MMR ;栈顶弹出到MMRC54x指令表示方法 操作码（opcode）和操作数（oprand）构成助记符指令。C54x指令系统C54x的指令系统可以分为六种基本类型算术运算类指令逻辑运算类指令程序控制类指令装载与存储类指令并行类指令指令重复指令参见附录E算术运算指令加法ADD to Accumulator例：ADD*AR3+,14,A 执行前 执行后算术运算指令减法累加器减累加器减(SUB)例：例：SUB*AR1+,14,A 执行前执行前 执行后执行后算术运算指令乘法舍入/非舍入乘法(MPY(R)例：MPY 13,A 执行前 执行后双字运算指令双字加(DADD)例2：DADD*AR3+,A,B 执行前 执行后特殊运算指令特殊应用指令逻辑运算类指令与（AND）指令或（OR）指令异或（XOR）指令移位指令测试指令逻辑运算指令举例：逻辑运算指令举例：装载/存储指令装载/存储指令装载/存储指令装载/存储指令装载/存储指令装载/存储指令装载/存储指令装载/存储指令其他类型指令程序控制指令分支转移子程序调用中断操作堆栈操作其他控制并行操作指令并行装载/存储并行存储/加减法并行装载/乘法并行存储/乘法重复操作指令本章小结C54x寻址方式C54x指令表示方式C54x指令系统数据传送类算术运算类程序控制类重复操作类
