C54x第二章 指令系统(1)

第二章指令系统
本章要求：
1、要求看到陌生指令能够通过查指令表，既通过助记符及操作数来找到该指令原型，根据指令说明读懂该指令。

2、根据指令表中的指令原型，通过阅读指令说明，能够选择合适的寻址方式，使用该指令。

举例说明：ADD *ar2,A; 查找指令原形，P313
ADD *ar3+,16,A,B ;查找指令原形P313
STL A , @x ; 查找指令原形P326
MPY Smem,dst；P337读懂表达式，使用MPY *ar2,A MPY Xmem,Ymem,dst ;P338读懂含义，
使用MPY*ar2+,*ar3+,A; A=(*ar2)*(*ar3)
ST #lk,Smem ;P341,读懂指令含义，使用ST #1000h,@a 指令系统中使用的符号及缩略语，详细表格见教材P130
第二章指令系统
以下为一些常用指令，希望大家对各指令有所了解。

TMS320C54x的指令集有近两百条指令，按功能分为如下几类：
•算术运算指令
•逻辑运算指令
•程序控制指令
•装入和存储指令
一、算术运算指令
算术运算指令可分为如下几类：
•加法指令
•减法指令
•乘法指令
•乘加指令
•乘减指令
•双数/双精度指令
•特殊操作指令
1、加法指令
定点DSP中数据表示方法
•当它表示一个整数时，其最低位（D0）表示1，D1位表示2的1次方，次高位（D14）表示2的14方。

•如果表示一个有符号数时，最高位（D15）为符号位，0表示正数，1表示负数。

例如，07FFFH表示最大的正数32767（十进制），而0FFFFH表示最大的负数-1（负数用2的补码方式显示）。

•当需要表示小数时，小数点的位置始终在最高为后，而最高位（D15）表示符号位。

这样次高位（D14）表示0.5，然后是0.25，最低位（D0）表示。

所以04000H 表示小数0.5，01000H表示小数0.25，而0001H表示16位定点DSP表示的最小的小数（有符号）
0.000030517578125。

实现16位定点加法
•‘C54X中提供了多条用于加法的指令，如ADD，ADDC，ADDM和ADDS。

其中ADDS用于无符号数的加法运算，ADDC用于带进位的加法运算（如32位扩展精度加法），而ADDM专用于立即数的加法。

使用ADD完成加法ld@temp1,a；将变量temp1装入寄存器A
add@temp2,a；将变量temp2与寄存器A相加
；结果放入A中
stl a,@temp3；将结果（低16位）存入变量
；temp3中。

注意，这里完成计算temp3=temp1+temp2，我们没有特意考虑temp1和temp2是整数还是小数，在加法和下面的减法中整数运算和定点的小数运算都是一样的。

利用ADDS实现32位数据装入
ld #0,dp ; 设置数据页指针
ld @60h,16,a; 将60H的内容装如A的高16位adds @61h,a; 将61H的内容加到A的低16位dld @60h,b; 直接装入32位到B寄存器，
；等同于前两条语句
ADD中寻址方式
•ADD Smem [,SHIFT],src [,dst] 例如：•ADD *AR0，1，A，A
•ADD @60H，-1，A，A
•ADD *AR5，1，A，B •ADD Xmem, SHFT, src 例如：•ADD *AR5，1，A
•ADD Xmem,Ymem, dst 例如：•ADD *AR2，*AR3，A
2、减法指令
实现16位定点减法
•‘C54X中提供了多条用于减法的指令，如SUB，SUBB，SUBC和SUBS。

其中SUBS 用于无符号数的减法运算，SUBB用于带进位的减法运算（如32位扩展精度的减法），而SUBC为移位减，DSP中的除法就是用该指令来实现的。

SUB指令与ADD 指令一样，有许多的寻址方式。

减法指令使用举例
.bss a,1;定义变量a
.bss b,1;定义变量b
stm#a,ar2；将变量a的地址装入ar2寄存器
stm#b,ar3；将变量b的地址装入ar3寄存器
sub*ar2+,*ar3,b；将变量a左移16位同时变量
;b也左移16位，然后相减，结
;果放入累加器B（高16位）中，寻
；址后ar2加1。

sth b,@63h；将相减的结果（高16位）存入变量63h
利用SUBC实现除法
•在‘C54X中没有提供专门的除法指令，一般有两种方法来完成除法。

一种是用乘法来代替，除以某个数相当于乘以其倒数，所以先求出其倒数，然后相乘。

这种方法对于除以常数特别适用。

另一种方法是使用SUBC指令，重复16次减法完成除法运算。

利用SUBC完成Temp1/Temp2 temp1.word100;定义常量temp1
temp2.word30;
.bss temp3,1;定义常量temp3
.bss temp4,1
ld@temp1,B；将被除数temp1装入B寄存
；器的低16位
rpt#15；重复SUBC指令16次
subc@temp2,b；使用SUBC指令完成除法
stl B,@temp3；将商（B寄存器的低16位）
；存入变量temp3
sth B,@temp4;将余数（B寄存器的高16位）
；存入变量temp4
实现小数除法
•在‘C54X中实现16位的小数除法与前面的整
数除法基本一致，也是使用SUBC指令来完成。

但有两点需要注意：第一，小数除法的结果一定是小数（小于1），所以被除数一定小于除数。

在执行SUBC指令前，应将被除数装入A
或B寄存器的高16位，而不是低16位。

其结果的格式与整数除法一样。

第二，应考虑符号位对结果小数点的影响。

所以应对商右移一位，得到正确的有符号数。

3、乘法指令
实现16定点整数乘法
•在‘C54X中提供了大量的乘法运算指令，其结果都是32位，放在A或B寄存器中。

乘数在‘C54X的乘法指令很灵活，可以是T寄存器、立即数、存贮单元和A或B寄存器的高16位。

如果是无符号数乘时，请使用MPYU指令。

这是一条专用于无符号数乘法运算的指令，而其它指令都是有符号数的乘法。

整数乘法举例
rsbx FRCT；清FRCT标志，准备整数乘ld temp1,T；将变量temp1装入T寄存器mpy temp2,a；完成temp2*temp1，结果放
；入累加器A（32位）
实现小数乘法
•在‘C54X中，小数的乘法与整数乘法基本一致，只是由于两个有符号的小数相乘，其结果的小数点的位置在次高的后面，所以必须左移一位，才能得到正确的结果。

‘C54X中提供了一个状态位FRCT，将其设置为1时，系统自动将乘积结果左移1位。

两个小数（16位）相乘后结果为32位，如果精度允许的话，可以只存高16位，将低16位丢弃，这样仍可得到16位的结果。

小数乘法举例
ssbx FRCT；FRCT=1，准备小数乘法
ld temp1,16,a；将变量temp1装入寄存器A的高16位mpya temp2；完成temp2乘寄存器A的高16位，结；果在B中，同时将temp2装入T寄存器
sth b,temp3；将乘积结果的高16位存入变量temp3如：0.1(0x0ccd) x 0.7(0x599a) =
0.06997680664063(0x08f5)
注：可以使用MPYR完成四舍五入。

比较如下结果mpyr temp1,b ; T * temp1 --> b
4、乘加和乘减指令
5、双精度/
双数操作指令
6、特殊指令
二、逻辑运算指令
逻辑指令包括与、或、异或、移位和测试指令1、与指令（AND）
2、或、异或指令
3、移位和测试指令
三、程序控制指令
程序控制指令包括：分支指令
调用指令
中断指令
返回指令
重复指令
堆栈操作指令
混合程序控制指令
1、分支指令
2、调用与中断指令
3、返回指令
4、重复指令和堆栈操作指令
5、混合程序控制指令
四、装入和存储指令装入和存储指令包括：
一般的装入和存储指令
条件存储指令
并行装入和存储指令
并行装入和乘法指令
并行存储和加件乘指令
混合装入和存储指令
1、一般的装入指令
2、存贮指令
3 并行装入和存储指令
4、条件存储指令
5、并行存储和加、减、乘法指令
6、并行装入和乘法指令
7、混合装入和存储指令。