数字信号处理技术及其应用

SUBC Smem ,src ;(src)-(Smem)<<15→ALU输出端 ；如果ALU输出端≥0， 则（ALU输出 端）<<1+1→src ；否则（src）<<1→src 除法运算有两种情况：
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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（31~16） MPYA @num ；（num）*（A（32~16））→B， ABS A
例2：编写一段程序将数据存储器中的数组X[20]复制到 数组Y[20]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
；T=x0 ；A=uy0*ux0 ；w0=ux0*uy0 ;A=A>>16 ;A+=y1*ux0 ;A+=x1*uy0 ;w1=A ;A=A>>16 ;A+=x1*y1 ;w2=A的低16位 ;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 -1~1，一个16位2的补码小数的每一位权值为： -1 1/2 1/4 1/8 …2-15 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。
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-8~31。 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）
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X[5]={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+
C C’
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 DADD @x1,A DLD @w3,B ADDC @x2,B ADD @x3,16,B DSUB @y1,A DST A,@z1 SUBB@y2,B SUB @y3,16,B DST B,@z3 ; A=w1w2 ; A=w1w0+x1x0,产生进位C ; B=w3w2 ; B=w3w2+x2+C ; B=w3w2+x3x2+C ; A=w1w0+x1x0-y1y0,产生借位C’ ; z1z0=w1w0+x1x0-y1y0 ; B=w3w2+x3x2+C-y2-C’ ; B=w3w2+x3x2+C-y3y2-C’ ;z3z2=w3w2+x3x2+C-y3y2-C’
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=x1•a1+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=ai•xi(i=1,2,3,4)中乘机项ai•xi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-
例19 编写计算 y=∑ai*xi( i=1~4) 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
MPY *AR2，*AR3，A ADD @b，A STL A， @y
例13：编写完成 y=aixi（i=1~20） 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
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。
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 32768×707/1000 不能写成32768×0.707.
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
5.3 重复操作
例7：对一个数组初始化：X[5]={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
；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
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
5.7 长字运算和并行运算
例15 计算 Z32=X32+Y32 长字运算
标准运算
LD @xhi, 16,A DLD @xhi,A ADDS @xho,A DADD @yhi ,A ADD @yhi,16,A DSTA,@zhi ADDS @yho,A (3个字，3个T) STH A,@zhi STL A,@zho （6个字，6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。
例10：计算 y= xi（i=1~5） .bss x,5 .bss y,1 STM #x,AR1 STM #4,AR2 LD #0,A Loop:ADD *AR1+,A BANZ loop,*AR2STL 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 … …
5.6 双操作数乘法
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：
例8：对数组X[5]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
32位乘法运算
乘法算式如下： x1 x0 ×y1 y0 x0×y0 y1×x0 x1×y0 Y1×x1 w3 w2 w1 w0
S U S U U× U S×U S×U S×S 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 MPYU AR3+，A STL A @w0 LD A,-16,A MACSU *AR2+,*AR3-,A MACSU *AR3+,*AR2,A STL A,@w1 LD A,-16,A MAC *AR2,*AR3,A STL A,@w2 STL A,@w3
例１７ 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６４位数的加／减法 W3 ＋ x3 － y3 z3 w2 x2 y2 z2 w1 x1 y1 z1 w0 （W64 ） x0 （X64 ） y0 （Y64 ） z0 （ Z64 ）
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 ｚ＝ｘ＋ｙ和ｆ＝ｅ＋ｄ的程序段 .bss x,3 .bss d,3 STM #x,AR5 AR5 x STM #d,AR2 y LD #0,ASM ADD *AR5+,16,A z ST *AR5+,16,A d AR2 ||LD *AR2+,B e ADD *AR2+,16,B f STH B,*AR2
获取商的符号（在累加器B中） ；分母取绝对值
STH LD ABS RPT SUBC XC NEG STL
A，@den @num ,16 ,A A #14 @den , A 1, BLT A A,@quot
;分母绝对值存放原处 ；分子→A（32~16） ；分子取绝对值 ；15次减法循环，完成除法 ；如果B＜0（商是负数），则需要变号