3-DSP第三章匯編語言程序設計.ppt

1、,1,第三章TMS320C54x匯編語言程序設計,光電學院 樂燕芬 le_,2,內容提要,匯編語言源程序的概述,堆棧的使用方法,控制程序,算術運算,1,2,3,4,3,3-1 匯編語言源程序概述,.asm為擴展名 助記符指令語法格式 標號: 助記符 操作數(shù) ; 注釋,4,3-1 匯編語言源程序概述,標號 冒號可選；由字母、數(shù)字、下劃線等組成；分大小寫 供本程序或其它程序調用，標號的值是段程序計數(shù)器SPC的當前值（局部的符號地址）。 例如，若使用.word偽指令初始化幾個字，則標號將指到第一個字。,標號也可獨立成行,5,3-1 匯編語言源程序概述,可作為.global，.ref，.def或.bs

2、s等匯編偽指令的操作數(shù) 如：,.def：在當前模塊中定義，并可在別的模塊中使用的符號。 .ref：在當前模塊中使用，但在別的模塊中定義的符號。 .global：可以是上面的任何一種情況。,6,3-1 匯編語言源程序概述,操作數(shù) 指令中參與操作的數(shù)值或匯編偽指令定義的內容，緊跟在助記符的后面，由一個或多個空格分開。 操作數(shù)前綴 “#”：作為立即數(shù) 例如：Label: ADD # 99, B “*” ：間接地址，即把操作數(shù)的內容作為地址 例如： Label: LD * AR3, B “”：作為直接地址，即操作數(shù)由直接地址碼賦值。 例如： Label: LD x, A,7,3-1 匯編語言源程序概述

3、,匯編語言中的數(shù)據(jù)類型,8,3-1 匯編語言源程序概述,匯編時間常數(shù) .set 使用.set偽指令給一個符號賦值，該符號就成為一個匯編時間常數(shù)，等效于一個常數(shù)。 將符號常數(shù)賦給寄存器名。此時，該符號變成了寄存器的替代名。,9,3-1 匯編語言源程序概述,局部標號 局部標號是一種特殊的標號，使用的范圍和影響是臨時性的 定義方式： 用$n來定義。n是09的十進制數(shù),10,3-1 匯編語言源程序概述,局部標號舉例：,假設符號ADDRA，ADDRB，ADDRC已經(jīng)在前面作了定義。,11,3-1 匯編語言源程序概述,符號: 由AZ，az，09，_和$組成；第一位不能為數(shù)字；不能含空格； 符號也可被設置成

4、常數(shù)值。為了提高程序的可讀性，可以用有意義的名稱來代表一些重要的常數(shù)值。 如：,12,3-1 匯編語言源程序概述,匯編源程序中的表達式,13,3-2 堆棧的使用,當程序調用中斷服務程序或子程序時，需要將程序計數(shù)器PC的值和一些重要的寄存器值進行壓棧保護，以便程序返回時能從間斷處繼續(xù)執(zhí)行。 C54x提供一個用16位堆棧指針SP尋址的軟件堆棧。 當向堆棧中壓入數(shù)據(jù)時，堆棧是從高地址向低地址方向填入，堆棧指針SP先減1，然后將數(shù)據(jù)壓入堆棧。 當從堆棧中彈出數(shù)據(jù)時。數(shù)據(jù)先從堆棧中彈出,然后堆棧指針SP加1。,14,3-2 堆棧的使用方法,堆棧的設置 使用堆棧 如： CALL pmad ；(SP)-1S

5、P,(PC)+2TOS，pmadPC RET ；(TOS)PC,(SP)+1SP,15,3-2 堆棧的使用方法,堆棧大小的確定 先開辟一個較大的堆棧區(qū)，用已知數(shù)填充 如： LD # -9224，B STM # length，AR1 MVMM SP，AR4 loop： STL B，*AR4- BANZ loop，*AR1-,；堆棧區(qū)要充填的數(shù)0DBF8h加載B ；設置循環(huán)次數(shù) ；設置數(shù)據(jù)指針AR4，SPAR4 ；循環(huán)，填充數(shù)據(jù),運行程序，執(zhí)行所有堆棧操作 檢查堆棧中的數(shù)值 用過的堆棧區(qū)就是實際需要的堆?？臻g。,6B14,0013,SP,7AB3,用過的棧區(qū),16,3-3 控制程序,C54x具有豐

6、富的程序控制指令，利用這些指令可以執(zhí)行分支轉移、子程序調用、子程序返回，條件執(zhí)行以及循環(huán)等控制操作 分支操作： 分支轉移程序 子程序調用 子程序返回 條件操作程序 比較轉移 循環(huán)操作,17,3-3 控制程序,分支操作分支轉移程序 改寫PC值，使程序改變流向 分支轉移指令,18,3-3 控制程序,例： STM #88H，AR0 LD #1000H，A Loop1： ADD AR0，A BC Loop1，AGT，AOV,；若累加器A0且溢出則轉至 Loop1,否則往下執(zhí)行,例：,19,3-3 控制程序,BC Loop1，AGT，AOV,20,3-3 控制程序,分支操作子程序調用 當子程序被調用時，

7、緊跟在調用后的下一條指令的地址保存在堆棧中。該地址用于返回時能繼續(xù)執(zhí)行調用前的程序,21,3-3 控制程序,分支操作子程序返回 子程序返回可使程序重新在被中斷的連續(xù)指令處繼續(xù)執(zhí)行。 返回指令通過將彈出堆棧的值（包含將要執(zhí)行的下一條指令的地址），送到程序計數(shù)器PC來實現(xiàn)返回功能。,22,3-3 控制程序,例： STM #123H，AR0 LD #456H，AR1 CALL new LD AR1，16，A new： MPY AR0，AR1，A RET,；將操作數(shù)#123H裝入AR0 ；將操作數(shù)#456H裝入AR1 ；調子程序new ；將AR1的內容左移16位后裝入A ；AR0與AR1的內容相乘,結

8、果放入A中 ；子程序返回,例：,23,3-3 控制程序,分支操作比較轉移 指令： CMPR CC，ARx 指令功能： 輔助寄存器ARx與AR0進行比較，若比較結果使所給定的測試條件成立,則TC位置1。 實現(xiàn)方法： 通過CMPR的比較結果得TC值； 根據(jù)TC值，由條件轉移指令實現(xiàn)分支轉移。,24,3-3 控制程序,例如：比較操作后條件分支轉移 STM #5,AR1 ; AR1=5 STM #10,AR0 ; AR0=10 loop: *AR1+ ; AR1=AR1+1 CMPR LT,AR1 ;若AR1 AR0，則TC=1，否則為0 BC loop, TC ;若AR1 AR0，則循環(huán) ;若AR1

9、AR0，則順序執(zhí)行,25,3-3 控制程序,循環(huán)操作 指令： BANZ 轉移地址，*ARx 指令功能： 當輔助寄存器不為0時,則轉至轉移地址,否則順序執(zhí)行。,26,3-3 控制程序,例：,.bss x,10 ;給x保留10個空間 .bss y,1 ;給y保留1個空間 STM #x,AR1 ;設置數(shù)據(jù)段的首地址 STM #9,AR2 ;設置循環(huán)計數(shù)值 LD #0,A ;累加器清0 loop: ADD *AR1+,A ;累加運算，并修改地址 BANZ loop,*AR2- ;若計數(shù)值不為0，則循環(huán)，并計數(shù)值減1 ;若計數(shù)值為0，則結束循環(huán) STL A, y ;累加和存入y中,注意： BANZ lo

10、op, *AR2- ；先判斷，再修正AR2=AR2-1,用AR2作為循環(huán)計數(shù)器，由BANZ實現(xiàn)程序的循環(huán)控制。,27,3-4 算術運算,加減法和乘法運算 在數(shù)字信號處理中，加法和乘法運算是最常見的算術運算。 例：計算 y = a x + b,LD a, T ;取a值，T=a MPY x, B ;完成ax乘積，B=ax ADD b, B ;完成ax+b運算，B=ax+b STL B, y ;計算結果存入y中,28,;T=x1 ;B=x1a1 ;T=x2 ;乘法累加，B=x1a1+x2a2 ;計算結果的低字BL存入y中 ;計算結果的高字BH存入y+1中,3-4 算術運算,例：計算 y = xl a

11、l + x2 a2,LD x1, T MPY a1, B LD x2, T MAC a2, B STL B, y STH B, y+1,29,例：計算 y =,3-4 算術運算,Test1.asm,30,3-4 算術運算,例: 求4項乘積aixi(i=1,2,3,4，5)中的最大值，并存放累加器A中。,STM #a, AR1 STM #x, AR2 STM #2, AR3 LD *AR1+,T MPY *AR2+,A loop1: LD *AR1+,T MPY *AR2+,B MAX A BANZ loop1,*AR3-,;乘法運算A=aixi,并修改AR2 ;乘法運算B=aixi,并修改AR

12、2 ;求A和B中的最大值 ;若AR30,則循環(huán),并修改AR3,31,35 重復操作,指令 RPT: 重復下條指令 RPTZ: 累加器清0，并重復下條指令 RPTB: 塊重復,.bss x, 8 STM #x, AR1 LD #0, A RPT #7 STL A,*AR1+,.bss x, 8 STM #x, AR1 RPTZ A,#7 STL A,*AR1+,【例】對數(shù)組進行初始化，使x8=0,0,0,0,0,0,0,0,32,35 重復操作,【例】對數(shù)組x8中的每一元素加1。,.bss x, 8 begin: LD #1,16,B STM #7,BRC STM #x,AR4 RPTB nex

13、t-1 ADD *AR4,16,B,A STH A,*AR4+ next: LD #0,B ,;設置重復次數(shù),BRC=7，循環(huán)8次 ;設置循環(huán)結束地址 ;數(shù)組數(shù)據(jù)左移16位與BH相加 ;存入數(shù)組結果，并修改地址,注 意 塊結束地址REA 重復次數(shù) RPTB指令可以響應中斷,33,36 數(shù)據(jù)塊傳送,指令 數(shù)據(jù)存儲器之間 MVDK Smem，dmad MVKD dmad，Smem MVDD Xmem，Ymem,數(shù)據(jù)存儲器與MMR之間,MVDM dmad，MMR MVMD MMR，dmad MVMM MMRx，MMRy,程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器之間,MVPD pmad，Smem MVDP Smem，p

14、mad READA Smem WRITA Smem,從PA口讀/寫數(shù)據(jù),PORTR PA，Smem PORTW Smem，PA,34,36 數(shù)據(jù)塊傳送,35,36 數(shù)據(jù)塊傳送,【例】初始化數(shù)組x8=0,1,2,3,4,5,6,7 。,. bss x,8 . data TBL： . word 0,1,2,3,4,5,6,7 . text START： STM #x,AR5 RPT #7 MVPD TBL,*AR5+ ,36,37 雙操作數(shù)乘法,課后自習 雙操作數(shù)乘法的編程方法、特點,37,38 小數(shù)運算,定標 設定小數(shù)點在16位中的位置。 位置不同，可以表示不同大小和不同精度的小數(shù)。 Q表示法

15、如Q0，Q1，Q15。Q越大，可以表示的數(shù)的范圍越小，但精度越高。 小數(shù)表示方法 基于2的補碼小數(shù)(Q15格式),其位權值： MSB LSB -1. 2-1 2-2 2-3 2-15 00000010.1010000021+2-1+2-3 = 2.625,38,0.5 4000H 0.25 2000H 0 0000H -0.25 E000H -0.5 C000H -1 8000H,0.532768=4000H 0.2532768=2000H 032768=0000H (0.2532768)補=E000H (0.532768)補=C000H (132768)補=8000H,注意：匯編時，不能直接

16、寫成十進制小數(shù) 如：0.907 .word 32 768*907/1000,38 小數(shù)運算,2的補碼小數(shù)： 正數(shù):乘以32768(215)，整數(shù)轉換成16進制數(shù)(Q15格式) 負數(shù):其絕對值乘以32768，整數(shù)取反加1 (Q15格式),39,38 小數(shù)運算,小數(shù)乘法與冗余符號位 小數(shù)乘法實例 0.5(-0.375) = -0.1875 假設字長4位，累加器8位(Q3格式),0 1 0 0 (0.5),1 1 0 1 (-0.375),0 1 0 0,0 0 0 0,0 1 0 0,1 1 0 0 (-0100),1 1 1 0 1 0 0,(-0.1875),40,38 小數(shù)運算,乘積： -0

17、.1875 = 1110100 7位二進制,擴展8位后，乘積：11110100 = -0.09375,出錯原因：兩帶符號數(shù)相乘，其結果帶有2個符號位。,解決辦法：運算結果左移一位，消去多余符號位?？赏ㄟ^對 FRCT位置1，乘法器自動將乘積結果左移一位，自動消去冗余 符號位,41,38 小數(shù)運算,【例】 編制程序段計算 a1=0.3 a2=0.2 a3=-0.4 a4=0.1 x1=0.6 x2=0.5 x3=-0.1 x4=-0.2,floatMAC.asm,42,39 FIR濾波器的設計,FIR濾波器的差分方程： FIR濾波器的傳遞函數(shù)： FIR濾波器的結構,43,39 FIR濾波器的設計,

18、FIR濾波器的輸出表達式 y(n)=b0 x(n)+b1x(n-1)+ +bn-1x(n-N+1) bi為濾波器系數(shù)，x(n)為濾波器在n時刻的輸入，y(n)為n時刻的輸出。 基本算法: 采用乘法累加運算。即不斷輸入樣本x(n)，經(jīng)過z-1延時后,再進行乘法-累加，最后輸出濾波結果y(n)。 z-1算法的實現(xiàn) 線性緩沖區(qū)法 循環(huán)緩沖區(qū)法,44,39 FIR濾波器的設計,線性緩沖區(qū)法 在數(shù)據(jù)存儲器中開辟一個N單元的緩沖區(qū)(滑窗)，用來存放最新的N個輸入樣本； 從最老樣本開始取數(shù)，每取一個數(shù)后，樣本向下移位； 讀完最后一個樣本后，輸入最新樣本并存入緩沖區(qū)的頂部。,緩沖區(qū)： 頂部為低地址單元，存放最

19、新樣本； 底部為高地址單元，存放最老樣本； 指針ARx指向緩沖區(qū)底部。,45,39 FIR濾波器的設計,求y(n)的過程： 算法,取數(shù)、移位和運算:, 以ARx為指針，按x(n-7)x(n)的順序取數(shù)，每取一次數(shù)后，數(shù)據(jù)向下移一位，并完成一次乘法累加運算；, 當經(jīng)過8次取數(shù)、移位和運算后，得y(n)；, 求得y(n)后，輸入新樣本x(n+1)，存入緩沖區(qū)頂部單元；, 修改指針ARx，指向緩沖區(qū)的底部。,46,39 FIR濾波器的設計,求y(n)的過程： 算法,ARx,x(n-7),ARx,x(n-6),y(n)=y7=b7x(n-7)+0,x(n-6),ARx,x(n-5),y(n)=y6=b

20、6x(n-6)+y7,x(n-5),ARx,x(n-4),y(n)=y5=b5x(n-5)+y6,x(n-4),ARx,x(n-3),y(n)=y4=b4x(n-4)+y5,x(n-3),ARx,x(n-2),y(n)=y3=b3x(n-3)+y4,x(n-2),ARx,x(n-1),y(n)=y2=b2x(n-2)+y3,x(n-1),ARx,x(n),y(n)=y1=b1x(n-1)+y2,x(n),y(n)=b0 x(n)+y1,PORTR,x(n+1),ARx,47,39 FIR濾波器的設計,求y(n1)的過程： 算法,結果：, y(n),取數(shù)順序：,x(n-6)x(n+1),x(n-

21、5),x(n-4),x(n-3),x(n-2),x(n-1),x(n),x(n+1),最新樣本：,x(n+2),x(n+2), y(n+1), y(n+6), y(n+7),ARx,48,39 FIR濾波器的設計,Z-1的運算是通過執(zhí)行存儲器延時指令來實現(xiàn)的。即將數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)向較高地址單元移位來進行延時。,注意：用線性緩沖區(qū)實現(xiàn)z-1運算時，緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)需要移動，這樣 在一個機器周期內需要一次讀和一次寫操作。因此，線性緩 沖區(qū)只能定位在DARAM中。,49,39 FIR濾波器的設計,可與其他指令結合，可在同樣的機器周期內完成這些操作。如： LD + DELAY LTD MAC + DEL

22、AY MACD 例：雙操作數(shù)尋址指令：MACD *AR1-,b,A 功能： A=A+(AR1)(b), AR1-1AR1, (AR1)(AR1+1),50,39 FIR濾波器的設計,FIR濾波器的實現(xiàn),設N=7，F(xiàn)IR濾波器的算法：,y(n)=b0 x(n)+b1x(n-1)+b5x(n-5) +b6x(n-6),使用線性緩沖區(qū)的FIR1.asm,MACD *AR1-,b,A,51,39 FIR濾波器的設計,Z-1的另外一種實現(xiàn)：循環(huán)緩沖區(qū)法 特點： 在數(shù)據(jù)存儲器中開辟一個N個單元的緩沖區(qū)(滑窗)，用來存放最新的N個輸入樣本； 從最新樣本開始取數(shù)； 讀完最老樣本后，輸入最新樣本來代替最老樣本，而其他數(shù)據(jù)位置不變； 用BK寄存器對緩沖區(qū)進行間接尋址，使緩沖區(qū)地址首尾相鄰。,52,39 FIR濾波器的設計,求y(n)的過程：,ARx,ARx,計算過程： 以ARx為指針，按順序取數(shù)，并修改指針； 每取1次數(shù)后，完成1次乘法累加計算； 求得y(n)后，輸入新樣本替代最老樣本； 修改指針ARx，指向最新樣