Комаров А.В. Цифровые сигнальные процессоры

Подождите немного. Документ загружается.

Алгоритм рис. 1.13 достаточно полно иллюстрирует особенности

IDMA пересылок. Осталось добавить:

 после каждой пересылки значение IDMAA инкрементируется. Это

дает возможность записывать передаваемый блок кодов по

возрастающим адресам;

 во время пересылок процессор продолжает выполнять программу.

1.16.3. Загрузка программ с помощью IDMA

Загрузка программ с помощью IDMA осуществляется в следующей

последовательности:

 сбросить процессор (RESET#:= 0);

 установить MMAP = 0 и BMODE = 1 - это условия загрузки

программы через IDMA;

 деактивировать RESET# (RESET#:= 1);

 загрузить выполняемую программу во внутреннюю ПП в соответствии

с п. 1.16.2;

 произвести запись по адресу РМ(0х0000), чтобы запустить

загруженную программу на исполнение.

1.17. Система команд

1.17.1. Общие сведения

Язык ассемблера процессора использует алгебраическую запись

машинных команд, что позволяет сочетать хорошую читаемость с

высокой эффективностью. Ниже приводится формат команды процессора:

[LABEL:] [IF cond ] COP; [COP;.. COP;][{Commentary}]

где:

 LABEL – метка, т.е. идентификатор (адрес), присваиваемый

следующей за ним команде (СОР). Метка используется для передачи

управления отмеченной команде, вызова подпрограммы, а также для

отметки последней команды тела цикла DO UNTIL. Метка не

обязательна, при ее отсутствии символ : опускается;

 IF cond – условная часть команды, если она есть в команде, то она

проверяется первой. Если условие cond верно, то следующая за ней

команда СОР выполняется, в противном случае – нет. Все

проверяемые условия приведены в табл. 1.19. Условная часть не

обязательна, в ее отсутствии команда считается безусловно

выполняемой. Условная часть может находиться не перед всеми

командами, так перед КОМАНДАМИ ПЕРЕСЫЛКИ (см. п. 1.17.4) и

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ КОМАНДАМИ (см. п. 1.17.9)

условная часть команды НЕ используется;

 СОР – (Code OPeration) код операции (команда) заканчивается всегда

символом ; (точка с запятой). Это дает возможность писать в одной

строке несколько команд;

 комментарий Commentary, если он есть, всегда пишется в фигурных

скобках (в среде VisualDSP также отделяется двумя прямыми

слешами).

Таблица 1.19

Условия, проверяемые оператором IF команды

Условие Описание Выполняется, когда

EQ Равно нулю AZ = 1

NE Не равно нулю AZ = 0

LT Меньше чем ноль AN.XOR.AV = 1

GE Больше чем или равно нулю AN.XOR.AV = 0

LE Меньше чем или равно нулю (AN.XOR.AV).OR.AZ = 1

GT Больше чем ноль (AN.XOR.AV).OR.AZ = 0

AC Перенос ALU AC = 1

NOT AC Нет переноса ALU AC = 0

AV Переполнение ALU AV = 1

NOT AV Нет переполнения ALU AV = 0

MV Переполнение МАС MV = 1

NOT MV Нет переполнения МАС MV = 0

NEG Отрицательный знак Х входа AS = 1

POS Положительный знак Х входа AS = 0

NOT CE Счетчик не исчерпан

FLAG_IN

Сигнал FI установлен На входе FI высокий

уровень сигнала

NOT

FLAG_IN

Сигнал FI сброшен На входе FI низкий уровень

сигнала

Примечание:

- только для команд JUMP и CALL.

Примеры команд:

{Сложение содержимых AX0 и AF, если есть перенос ALU}

IF AC AR = AX0 + AF;

{Пересылка содержимого ячейки ПД с адресом 0х1234 в AX0}

AX0 = DM(0x1234);

{Многофункциональная команда МАС. Содержимое MX0 и MY0

перемножаются со знаком, результат суммируется с содержимым MR,

после чего регистры MX0 и MY0 загружаются новыми значениями из ПД

и ПП соответственно. И все это происходит за один машинный цикл.

Запятые разделяют отдельные части многофункциональной команды.}

MR = MR + MX0 * MY0 (SS), MX0 = DM(I0, M0), MY0 = PM(I4, M5);

Процессор ADSP–2181 содержит следующие группы команд:

 Пересылочные;

 Вычислительные: ALU, MAC, SHIFTER;

 Управления потоком команд;

 Многофункциональные;

 Прочие.

1.17.2. Методы адресации

При описании методов адресации и команд приходится ссылаться на

различные регистры процессора, причем, удобно использовать

обобщенные обозначения этих регистров reg и dreg, см. табл. 1.20.

Таблица 1.20

Регистры процессора reg и dreg

Регистры reg

I0-I7, M0-M7, L0-L7

CNTR

ASTAT, MSTAT, SSTAT

IMASK, ICNTL, IFC

TX0, TX1, RX0, RX1

Регистры данных dreg

AX0, AX1, AY0, AY1, AR

MX0, MX1, MY0, MY1, MR0, MR1, MR2

SI, SE, SR0, SR1

Табл. 1.20 показывает, что к регистрам типа reg относятся почти все

регистры процессора, которые не располагаются в ПД. К отсутствующим

регистрам, в частности, относятся AF и MF. Регистры данных dreg

являются подмножеством регистров reg. К ним относятся регистры

данных вычислительных устройств, за одним исключением - SB.

Процессор поддерживает четыре метода адресации данных:

 Регистровый, когда месторасположения операнда определяется

именем регистра. Пример: AX0 = SI;, где имя SI указывает на

местоположение операнда-источника, а АХ0 – операнда-приемника;

 Непосредственный, когда операнд является частью команды. Пример:

I0 = 0х1234;, где константа 0х1234 присваивается индексному

регистру I0;

 Прямой, когда в команде указан адрес операнда. Например: AX0 =

DM(0x1234);, где константа 0х1234 является адресом в ПД операнда-

источника;

 Косвенный, когда адрес операнда находится в одном из индексных

регистров. Пример: AX0 = DM(I1, M1);, где адрес операнда-источника

содержится в индексном регистре I1. После пересылки этот регистр

инкрементируется на величину содержимого М1.

Процессор также поддерживает два метода адресации переходов:

 Прямой, когда в команде явно указан адрес перехода. Например:

IF EQ JUMP zero;, где zero является меткой и при компиляции

заменяется соответствующим адресом в ПП;

 Косвенный, когда адрес операнда находится в одном из индексных

регистров, предназначенных для адресации ПП (I4-I7). Пример: IF

FLAG_IN JUMP (I4);, где адрес перехода содержится в индексном

регистре I4.

1.17.3. Условные обозначения

При описании команд будут использоваться следующие соглашения

о их записи:

Квадратные скобки [ ] Отмечают необязательную часть команды

Параллельные линии | | Содержат список операндов, из которого может

быть выбран только один операнд

ПРОПИСНЫЕ БУКВЫ Прописные буквы обозначают литерал. К

литералам относятся имена команд (например,

ADD), имена регистров (например, АХ0) или

служебная информация (например, (SS) в

командах умножения, см. п. 1.17.1). Литералы

должны писаться так, как они приведены в

описании команды

Операнды Обобщенные операнды некоторых команд могут

писаться строчными буквами. В ассемблерной

программе могут иметь различное значение.

Например, в качестве yop могут выступать

имена следующих регистров AY0, AY1 или AF

<exp> Обозначает экспоненту (число и направление

сдвигов) в командах непосредственных сдвигов

(см. п. 1.17.7.е, ж). Экспонента является 8-бит-

ным целым со знаком

<data> Обозначает значение непосредственного

данного. Может быть не только числом, но и

именем адресной метки или именем

переменной/буфера, перед которой должны

стоять символы ‘%’ или ‘^’

<addr> Обозначает значение прямого адреса. Может

быть либо непосредственным значением

(константой), либо программной меткой

<reg> Имя любого доступного регистра процессора,

см. табл. 1.20

<dreg> Имя любого доступного регистра данных

процессора, см. табл. 1.20

Непосредственные значения <exp>, <data> или <addr> могут быть

константами в десятичной, шестнадцатеричной, восьмеричной или

двоичной системах счисления. По умолчанию в десятичной.

Для отражения состояния флагов ASTAT используются следующие

обозначения:

* показывает, что бит изменен выполненной командой;

- показывает, что бит не зависит от выполненной командой;

0, 1 показывает, что бит безусловно сбрасывается или

устанавливается выполненной командой.

1.17.4. Команды пересылки данных

А) ПЕРЕСЫЛКА РЕГИСТР – РЕГИСТР

Синтаксис: reg = reg;

Допустимые регистры:

AX0 MX0 SI SB CNTR

AX1 MX1 SE PX OWRCNTR (только запись)

AY0 MY0 SR1 ASTAT RX0

AY1 MY1 SR0 MSTAT RX1

AR MR2 I0-I7 SSTAT (только чтение) ТХ0

MR1 M0-M7 IMASK TX1

MR0 L0-L7 ICNTL IFC (только запись)

Пример: I7 = AR;

Описание: Содержимое регистра источника (справа от знака

равенства) пересылается в регистр назначения (слева от знака равенства).

После пересылки содержимое регистра назначения всегда с правым

выравниванием.

Правое выравнивание подразумевает заполнение старшего байта

регистра назначения нулем или распространением знака содержимого

регистра источника, когда в большой регистр (например, 16-битный)

пересылается содержимое малого регистра (например, 8-битного).

В этом случае процессор поступает следующим образом: если

источником являются беззнаковые регистры (I0-I7, L0-L7, CNTR, PX,

ASTAT, MSTAT, SSTAT, IMASK и ICNTL), то старший байт регистра

назначения заполняется нулем; если источником являются знаковые

регистры (все оставшиеся из разрешенных), то старший бай заполняется

знаком операнда источника.

Когда содержимое большого регистра записывается в малый

(например, 16-битный в 14-битный), то отбрасываются два старших бита

операнда источника.

Следует помнить, что при загрузке регистра MR1 знак загружаемого

операнда распространяется в регистр MR2.

Флаги состояния: не изменяются.

Б) ЗАГРУЗКА РЕГИСТРА НЕПОСРЕДСТВЕННЫМИ

ДАННЫМИ

Синтаксис: reg = <data>

dreg = <data>

data: <константа>

'%' <имя переменной/буфера>

'^' <имя переменной/буфера>

(в среде VisualDSP <имя переменной/буфера> и

length(<имя переменной/буфера>) соответственно)

Допустимые регистры:

dreg (16-битные) reg (максимум 14-битные)

AX0 MX0 SI SB CNTR

AX1 MX1 SE PX OWRCNTR (только запись)

AY0 MY0 SR1 ASTAT RX0

AY1 MY1 SR0 MSTAT RX1

AR MR2 IMASK ТХ0

MR1 ICNTL TX1

MR0 I0-I7 IFC (только запись)

M0-M7

L0-L7

Примеры: I0 = ^data_buffer; (I0 = data_buffer;)

L0=% data_buffer; (L0 = length(data_buffer);)

Описание: Непосредственное данное data загружается в регистр

назначение. Данным может быть константа, а также имя любой

переменной/буфера, перед которой стоят операторы длины (%) или

указателя (^). В среде VisualDSP символ (^) необходимо опускать, а

символ (%) заменять словом length.

Данное должно быть длиной 16 бит для загрузки регистров данных

(dreg) и не более 14 бит для всех оставшихся регистров (reg). В регистре

назначении данное всегда располагается с правым выравниваем. Если

длина данного меньше длины регистра назначения, то старшие разряды

регистра заполняются знаком данного.

При загрузке регистра MR1 знак загружаемого операнда

распространяется в регистр MR2.

Особенность команды является то, что с ее помощью 16-битные

регистры RX и ТХ можно загрузить только 14-битной константой. Для

полного использования возможностей этих регистров следует применять

команды регистр-регистр (см. п. 1.17.4.А) или ПД-регистр (см. п.

1.17.4.В).

Флаги состояния: не изменяются.

В) ЧТЕНИЕ ПД (ПРЯМАЯ АДРЕСАЦИЯ)

Синтаксис: reg = DM(<addr>);

Допустимые регистры: см. п. 1.17.4.А за исключением регистра

SSTAT, который работает только на чтение и не может быть записан.

Пример: SI = DM(0x1234);

Описание: Команда чтения ПД с прямым методом адресации

пересылает содержимое ячейки ПД с адресом addr в регистр назначение.

Поскольку метод адресации – прямой, то адрес (заданный константой или

меткой) запоминается в самой команде как 14-битное поле. Операнд в

регистр назначение загружается с правым выравниваем. При загрузке

регистра MR1 знак загружаемого операнда распространяется в регистр

MR2.

Флаги состояния: не изменяются.

Г) ЧТЕНИЕ ПД (КОСВЕННАЯ АДРЕСАЦИЯ)

Синтаксис:

Допустимые регистры dreg:

AX0 MX0 SI

AX1 MX1 SE

dreg = DM ( I0 , M0 );

I1 M1

I2 M2

I3 M3

I4 M4

I5 M5

I6 M6

I7 M7

AY0 MY0 SR1

AY1 MY1 SR0

AR MR2

MR1

MR0

Пример: AY0 = DM(I3, M1);

Описание: Команда чтения ПД с косвенным методом адресации

пересылает содержимое ячейки ПД, адрес которой находится в индексном

регистре Ix, в регистр назначение. После пересылки содержимое

индексного регистра модифицируется (инкрементируется) содержимым

регистра модификации Мх. Для линейной косвенной адресации

необходимо, чтобы регистр длины Lх, соответствующий индексному

регистру был обнулен. Операнд в регистр назначение загружается с

правым выравниваем.

Флаги состояния: не изменяются.

Д) ЧТЕНИЕ ПП (КОСВЕННАЯ АДРЕСАЦИЯ)

Синтаксис:

Допустимые регистры dreg: см. п. 1.17.4.Г.

Пример: MX1 = PM(I6, M5);

Описание: Команда чтения ПП с косвенным методом адресации

пересылает содержимое ячейки ПП, адрес которой находится в

индексном регистре Ix, в регистр назначение. После пересылки

содержимое индексного регистра модифицируется (инкрементируется)

содержимым регистра модификации Мх. Для линейной косвенной

адресации необходимо, чтобы регистр длины Lх, соответствующий

индексному регистру был обнулен.

В регистр назначение пересылается содержимое битов 23-8 (самые

значащие) указанной ячейки ПП. Причем, бит 8 источника попадает в бит

0 назначения (правое выравнивание). Если регистр назначение короче 16

битов, то лишние старшие разряды отбрасываются. Младший байт

источника (биты 7-0) всегда загружаются в РХ регистр. Их можно

игнорировать. Если они нужны, то могут быть прочитаны в следующем

цикле.

Флаги состояния: не изменяются.

dreg = PM ( I4 , M4 );

I5 M5

I6 M6

I7 M7

Е) ЗАПИСЬ В ПД (ПРЯМАЯ АДРЕСАЦИЯ)

Синтаксис: DM(<addr>) = reg;

Допустимые регистры: см. п. 1.17.4.А за исключением регистров

OWRCNTR и IFC, которые работают только на запись и поэтому не могут

быть считаны.

Пример: DM(0x2345) = AR;

Описание: Команда записи ПД с прямым методом адресации

пересылает содержимое регистра источника (справа от знака равенства) в

ячейку ПД с адресом addr. Поскольку метод адресации – прямой, то адрес

(заданный константой или меткой) запоминается в самой команде как 14-

битное поле.

Операнд в ячейку памяти загружается с правым выравниваем. Это

означает, что если длина регистра источника меньше 16 бит, то старшие

разряды ячейки памяти заполняются либо нулем, либо знаком

пересылаемого операнда.

Процессор поступает следующим образом. Если регистр источник

беззнаковый (I0-I7, L0-L7, CNTR, PX, ASTAT, MSTAT, SSTAT, IMASK и

ICNTL), то старшие биты ячейки памяти заполняются нулем, в противном

случае (любой другой допустимый регистр кроме перечисленных) –

знаком пересылаемого операнда.

При загрузке регистра MR1 знак загружаемого операнда

распространяется в регистр MR2.

Флаги состояния: не изменяются.

Ж) ЗАПИСЬ В ПД (КОСВЕННАЯ АДРЕСАЦИЯ)

Синтаксис:

DM ( I0 , M0 ) = dreg ;

I1 M1 <data>

I2 M2

I3 M3

I4 M4

I5 M5

I6 M6

I7 M7

data: <константа>

'%' <имя переменной/буфера>

'^' <имя переменной/буфера>

см., также, п. 1.17.4.Б

Допустимые регистры dreg: см. п. 1.17.4.Г.

Пример: DM(I2, M0) = MR1;

Описание: Команда записи в ПД с косвенным методом адресации

пересылает содержимое регистра источника или непосредственное данное

в ячейку ПД, адрес которой находится в индексном регистре Ix. После

пересылки содержимое индексного регистра модифицируется

(инкрементируется) содержимым регистра модификации Мх. Данным

может быть константа, а также имя любой переменной/буфера, перед

которой стоят операторы длины (%) или указателя (^),см., также, п.

1.17.4.Б.

Для линейной косвенной адресации необходимо, чтобы регистр

длины Lх, соответствующий индексному регистру был обнулен. Операнд

в ячейку ПД загружается с правым выравниваем. Если длина регистра

источника меньше 16 бит, то в ячейке ПД происходит распространение

знака операнда влево.

Флаги состояния: не изменяются.

З) ЗАПИСЬ В ПП (КОСВЕННАЯ АДРЕСАЦИЯ)

Синтаксис:

data: <константа>

'%' <имя переменной/буфера>

'^' <имя переменной/буфера>

см., также, п. 1.17.4.Б

Допустимые регистры dreg: см. п. 1.17.4.Г.

Пример: PM(I6, M5) = AR;

Описание: Команда записи в ПП с косвенным методом адресации

пересылает содержимое регистра источника в ячейку ПП, адрес которой

находится в индексном регистре Ix. После пересылки содержимое

индексного регистра модифицируется (инкрементируется) содержимым

регистра модификации Мх. Для линейной косвенной адресации

PM ( I4 , M4 ) = dreg;

I5 M5

I6 M6

I7 M7