基本算数运算(DSP实验报告)

基本算数运算

一、实验目的和要求

加、减、乘、除是数字信号处理中最基本的算术运算。DSP 中提供了大量的指令来实现这些功能。本实验学习使用定点DSP 实现16 位定点加、减、乘、除运算的基本方法和编程技巧。本实验的演示文件为exer1.out。

二、实验原理

1) 定点DSP 中的数据表示方法

2) 实现16 位定点加法

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,add_result ；将结果（低16 位）存入变量add_result 中3)实现16 位定点减法

stm #temp1,ar3 ；将变量temp1 的地址装入ar3 寄存器

stm #temp3,ar2 ；将变量temp3 的地址装入ar2 寄存器

sub *ar2+, *ar3,b ；将变量temp3 左移16 位同时变量temp1 也左移16 位，然后相减，结果放入寄存器B（高16位）中，同时ar2 加1。

sth b,sub_result ；将相减的结果（高16位）存入变量sub_result 4)实现16 位定点整数乘法

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A寄存器（32 位）5)实现16 位定点小数乘法

我们使用下列

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,mpy_f ；将乘积结果的高16 位存入变量mpy_f

6)实现16 位定点整数除法

代码如下：

ld temp1,T ；将被除数装入T 寄存器

mpy temp2,A ；除数与被除数相乘，结果放入A寄存器

ld temp2,B ；将除数temp2 装入B 寄存器的低16位

abs B ；求绝对值

stl B,temp2 ；将B 寄存器的低16 位存回temp2

ld temp1,B ；将被除数temp1 装入B寄存器的低16 位

abs B ；求绝对值

rpt #15 ；重复SUBC 指令16 次

subc temp2,b ；使用SUBC 指令完成除法运算

bcd div_end,agt ；延时跳转，先执行下面两条指令，然后判断A，若A>0，则跳转到标号div_end，结束除法运算

stl B,quot_i ；将商（B寄存器的低16 位）存入变量quot_i sth B,remain_i ；将余数（B 寄存器的高16 位）存入变量remain_i

xor B ；若两数相乘的结果为负，则商也应为负。先将B 寄存器清0

sub quot_i,B ；将商反号

stl B,quot_i ；存回变量quot_i 中

div_end：

7)实现16 位定点小数除法

代码如下：

ld temp1,T ；将被除数装入T 寄存器

mpy temp2,A ；除数与被除数相乘，结果放入A寄存器

ld temp2,B ；将除数temp2 装入B 寄存器的低16位

abs B ；求绝对值

stl B,temp2 ；将B 寄存器的低16 位存回temp2

ld temp1,16，B ；将被除数temp1 装入B寄存器的高16 位abs B ；求绝对值

rpt #15 ；重复SUBC 指令16 次

subc temp2,b ；使用SUBC 指令完成除法运算

and #0ffffh,B ；将B 寄存器的高16 位清为0。这时余数被丢弃，仅保留商

bcd div_end,agt ；延时跳转，先执行下面两条指令，然后判断A，

若A>0，则，跳转到标号div_end，结束除法运算

stl B,-1，quot_f ；将商右移一位后存入变量quot_f，右移是为了修正符号位

xor B ；若两数相乘的结果为负，则商也应为负。先将B 寄存器清0

sub quot_f,B ；将商反号

stl B,quot_f ；存回变量quot_f中

div_end：

三、实验内容

1) 编写实验程序代码

本实验的汇编源程序代码主要分为六个部分：加法、减法、整数乘法、小数乘法、整数除法和小数除法。每个部分后面都有一条需要加断点的标志语句：nop，当执行到这条加了断点的语句时，程序将自动暂停。这时你可以通过“存贮器窗口”检查计算结果。当然你看到的结果都是十六进制的数。实验源程序请参见附录。

2)用ccs simulator 调试运行并观察结果

在完成实验程序代码的输入，并使用ccs 进行编译并连接，得到out 文件后，就可以在simulator上调试运行。步骤如下：

a.启动ccs simulator。

b.点击file ->load program，找到exer1.out 并装入。这时可在反汇编窗口看到程序代码。

c.打开“Memory”窗口，并在其中选择要查看的存贮器地址段：0x080

－0x08e。

d.在反汇编窗口中在每个“nop”指令处都设一个断点，方法有两种：1.用鼠标双击该指令将其点亮即可。2.在菜单栏中选择debugÆbreakpoint，然后在弹出的对话框中键入欲加断点的地址即可（注意地址的格式）。

e.单击Run 快捷键（或者F5 按钮），启动执行基本算术运算程序，程序在执行完加法运算后自动暂停。通过register window 窗口可以看到寄存器A的内容为0x46，这正是加法运算的结果。同样，在Memory 窗口中，可以看到0x81,0x82,0x88 的内容为分别为0012,0034,0x46。执行加法运算后，将0x81 和0x82 的内容相加，结果放在0x88 单元。

f.在Memory 窗口中用鼠标左键双击0x81 单元，这时可以修改该内存单元的内容。输入新的数据0x0ffee（十进制的-18），编辑内容时请直接输入FFEE（十六进制），然后回车确认，便完成对0x81 单元的修改。

g.在register window窗口中修改PC 值，方法也是鼠标左键双击PC 寄存器的内容，输入新的PC 值0x1085（编辑内容时直接输入1805），并用回车键确认。

h.单击Run 快捷键（或者F5 按钮），程序从当前PC 继续运行，重新计算0x81和0x82的和，结果在0x88 中。当程序再次暂停时，可以看到A寄存器和0x88 的内容为0x22（十进制的34），这正是我们希望的结果：-18+52=34。