数字信号处理技术及其应用.ppt

书名：数字信号处理技术及其应用 ISBN：7-111-16016-9 作者：刘丽钧 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件,第5章 汇编语言程序设计举例： 5.1 数据块传送 例1：将数组X5=1，2，3，4，5初始化 .data TAL: .word 1,2,3,4,5 .sect “.vectors” B START .bss x,5 .text START: STM #x,AR5 RPT #4 MVPD TAB,*AR5+,例2：编写一段程序将数据存储器中的数组X20复制到 数组Y20中。 .bss x,20 .bss y,20 STM #x,AR2 STM #y,AR3 RPT #19 MVDD AR2+,AR3+,5.2 加减法和乘法运算 例3：编写完成 Z=X+Y-W的功能 LD x，A;直接寻址 ADD y，A SUB w，A; A=A-w STL A， z 例4：编程实现 y=mx+b 的功能 LD m，T MPY x，A ADD b，A STL A， y,例5：编写实现 y=x1a1+x2 a2的功能 LD x1，T MPY a1，B LD x2，T MAC a2，B STL B， y STH B， y+1,例6：找出y=aixi(i=1,2,3,4)中乘机项aixi的最大值， 并存入累加器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-,5.3 重复操作 例7：对一个数组初始化：X5=0，0，0，0，0 .bss x，5 STM #x,AR1 LD #0,A RPT #4 STL A,*AR1+ 或采用如下方法： .bss x，5 STM #x,AR1 RPTZ A， #4 STL A,*AR1+ 注意：执行重复操作时不响应任何中断,例8：对数组X5中的每个元素加1 .bss x,5 Begin: LD #1,16,B STM #4,BRC STM #X,AR4 RPTB next-1 ADD *AR4,16,B,A STH A,*AR4+ Next: LD #0,B ,5.4 程序的控制与转移 例9：RC TC CC sub，BNEQ BC new，AGT，AOV 例10：计算 y= xi（i=15） .bss x,5 .bss y,1 STM #x,AR1 STM #4,AR2 LD #0,A Loop:ADD *AR1+,A BANZ loop,*AR2- STL A,y,例11： STM #5，AR1 STM #10，AR0 Loop： *AR1+ CMPR LT,AR1；若（AR1）（AR0），则TC=1 BC loop,TC；若TC=1，则转LOOP,5.5 堆栈的使用方法 在数据RAM空间开辟一个堆栈区,设置如下: Size .set100 Stack .usect”STK”,size STM #stack+size,SP ,例12：编写实现方程y=mx+b的程序,单操作数法： LD m，T MPY x，A ADD b，A STL A， y,双操作数法： MPY *AR2，*AR3，A ADD b，A STL A， y,5.6 双操作数乘法,例13：编写完成 y=aixi（i=120）,采用单操作数方法： LD #0，B STM，#a，AR2 STM #x，AR3 STM #19，BRC RPTB done-1 LD *AR2+,T 3T MPY *AR3+,A ADD A,B Done:STH B, y STL B, y+1,采用双操作数的方法： LD #0，B STM，#a，AR2 STM #x，AR3 STM #19，BRC RPTB done-1 2T MPY *AR2+,AR3+，A ADD A,B Done:STH B, y STL B, y+1,例14：进一步优化例13的程序： STM #x，AR2 STM #a，AR3 RPTZ A，#19 MAC *AR2+，*AR3+，A STH A，y STL A， y+1,例15 计算Z32=X32+Y32,标准运算 LD xhi, 16,A ADDS xho,A ADD yhi,16,A ADDS yho,A STH A,zhi STL A,zho （6个字，6个T),长字运算 DLD xhi,A DADD yhi ,A DSTA,zhi (3个字，3个T),除DST指令（存储32位数要用E总线2次，需2个机器周期）外， 都是单周期指令，也是在单个周期内同时利用C总线和D总线， 得到32位操作数。,5.7 长字运算和并行运算,并行运算指令有4种：并行加载和乘法指令，并行加载和存 储指令，并行存储和乘法指令，并行存储和加/减法指令。,例16：编写计算和的程序段 .bss x,3 .bss d,3 STM #x,AR5 STM #d,AR2 LD #0,ASM ADD *AR5+,16,A ST *AR5+,16,A |LD *AR2+,B ADD *AR2+,16,B STH B,*AR2,x,y,z,e,d,f,AR5,AR2,例编写计算Z64=W64+X64-Y64 的程序段 W、X、Y和结果Z都是64位，它们都由两个32位的长字组成。利用长字指令完成位数的加减法,W3 w2 w1 w0 （W64 ） x3 x2 C x1 x0 （X64 ） y3 y2 C y1 y0 （Y64 ） z3 z2 z1 z0 （ Z64 ）,低32 位相加产生进位C 低32位相减产生借位C,程序段： DLD w1,A ; A=w1w2 DADD x1,A ; A=w1w0+x1x0,产生进位C DLD w3,B ; B=w3w2 ADDC x2,B ; B=w3w2+x2+C ADD x3,16,B ; B=w3w2+x3x2+C DSUB y1,A ; A=w1w0+x1x0-y1y0,产生借位C DST A,z1 ; z1z0=w1w0+x1x0-y1y0 SUBBy2,B ; B=w3w2+x3x2+C-y2-C SUB y3,16,B ; B=w3w2+x3x2+C-y3y2-C DST B,z3 ;z3z2=w3w2+x3x2+C-y3y2-C,32位乘法运算 乘法算式如下： x1 x0 S U y1 y0 S U x0y0 UU y1x0 SU x1y0 SU Y1x1 SS w3 w2 w1 w0 S U U U 其中，S-带符号数，U-无符号数,例18 ：编写计算W64=X32*Y32 的程序段 STM #x0，AR2 STM #y0，AR3 LD *AR2，T ；T=x0 MPYU AR3+，A ；A=uy0*ux0 STL A w0 ；w0=ux0*uy0 LD A,-16,A ;A=A16 MACSU *AR2+,*AR3-,A ;A+=y1*ux0 MACSU *AR3+,*AR2,A ;A+=x1*uy0 STL A,w1 ;w1=A LD A,-16,A ;A=A16 MAC *AR2,*AR3,A ;A+=x1*y1 STL A,w2 ;w2=A的低16位 STL A,w3 ;w3=A的高16位,5.8 小数运算,1. 小数的表示方法 C54X采用2的补码小数，其最高位为符号位数值范围从 -11，一个16位2的补码小数的每一位权值为： 一个十进制小数乘以32768之后，将十进制整数部分转换成十六进制数，就得到了这个十进制小数的2的补码表示了。 注意：汇编语言程序中，不能直接写入十进制小数。要定义 一个系数0.707，可以写成：word 32768707/1000 不能写成327680.707.,-1 1/2 1/4 1/8 2-15,2. 小数乘法与冗余符号位 出现冗余符号位是两个带符号数相乘，得到的乘积带2个符号位，造成错误的结果。 解决冗余符号位的方法：在程序中设定状态寄存器ST1中的FRAT（小数方式）位为1，在乘法器将结果送至累加器时就能自动的左移一位，自动地消去了两个带符号数相乘时产生的冗余符号位。 注意： 小数乘法编程时，应事先设置FRCT位： SSBX FRCT MPY AR2, *AR3,A STH A, Z,例19 编写计算 y=ai*xi( i=14) 的程序 其中数据均为小数： a1=0.1 a2=0.2 a3=-0.3 a4=0.4 x1=0.8 x2=0.6 a3=-0.4 x4=-0.2 .bss x , 4 .bss a , 4 .bss y , 1 .data Table: .word 1*32768/10 .word 2*32768/10 .word -3*32768/10 .word 4*32768/10 .word 8*32768/10 .word 6*32768/10 .word -4*32768/10 .word -2*32768/10 .text,Start: SSBX FRCT STM #x , AR1 RPT #7 MVPD table , *AR1 STM #x ,AR2 STM #a , AR3 RPTZ A , #3 MAC AR2+, AR3 , A STH A, y Done: B done,5.9 除法运算,C54X中没有单周期的16位除法指令，利用一条条减法指令（SUBC），加上重复指令RPT #15就可实现两个无符号的除法运算。 SUBC Smem ,src ;(src)-(Smem)15ALU输出端 ；如果ALU输出端0， 则（ALU输出 端）1+1src ；否则（src）1src 除法运算有两种情况：,1. |被除数|除数|，商为小数 例20： 编写0.4（0.8）的程序段 .bss num , 1 .bss den , 1 .bss quot , 1 .data Table : .word 4*32768/10 ;0.4 .word -8*32768/10 ;-0.8 .text Start : STM #num ,AR1 RPT #1 MVPD table ,*AR1 ；传送2个数据至分子、分母单元 LD den ,16,A ；将分母移到累加器A（3116） MPYA num ；（num）*（A（3216）B， 获取商的符号（在累加器B中） ABS A ；分母取绝对值,STH A，den ;分母绝对值存放原处 LD num ,16 ,A ；分子A（3216） ABS A ；分子取绝对值 RPT #14 ；15次减法循环，完成除法 SUBC den , A ；如果B0（商是负数），则需要变号 XC 1, BLT NEG A STL A,quot ；保存商,注意：SUBC指令仅对无符号数进行操作，因此事先必须对除数和被除数取绝对值。利用乘法操作，获得商的符号，最后通过条件执行指令给商加上适当的符号。,2. |被除数|除数| ，商为整数 与例 20，除输入数据外，仅有下列改动 LD num ,16 ,A 改成 LD num ,A RPT #14 改成 RPT #15,5.10 浮点运算,为了扩大数据的范围和精度，往往需要采用浮点运算。C54X虽然是个定点DSP器件，但它支持浮点运算。 1. 浮点数的表示方法 浮点数用 尾数和指数组成，定点数=尾数2-指数 浮点数的尾数和指数可正可负，均用补码表示。指数范围-831。 2. 定点数浮点数 通过3条指令实现 （假设定点数已在累加器A中） 1）EXP A 例22 EXP A 执行前 执行后 A=FF FFFF FFCB A=FF FFFF FFCB T= 0000 T= 0019（25）,例23 EXP B 执行前 执行后 A=07 8543 2105 A=FF 8543 0000 T= 0007 T= FFFC（-4） 2） ST T， EXPONENT 这条紧接在XEP后的指令是将保存在T寄存器中的指数存放到数据寄存器的指数单元。 3）NORM A 例24 ： NORM A 执行前 执行后 A=FF FFFF F001 A=FF 8008 0000 T= 0013 T= 0013（19）,例25 ： NORM B ， A 执行前 执行后 A=FF FFFF F001 A=FF 4214 1414 B=21 0A0A 0A0A B=FF 4214 1414 T= FFF9 T= FFF9（-7） 注意：NORM指令不能紧跟在EXP指令的后面。 3. 浮点数定点数 将浮点数转化为定点数时，只要按指数值将其右移（指数为负数时左移）就行了。 4. 浮点数乘法举例 见书P229页例26,【例5.26】编写浮点乘法程序，完成x1x20.3（0.8）运算程序中保留10个数据存储单元：,