DSP第三章程序控制课件.ppt
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- DSP 第三 章程 控制 课件
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1、DSP第三章程序控制4.1 程序地址的产生 在执行当前指令的同时,程序流要求处理器生成下一条指令的程序地址。它是顺序或非顺序的。程序地址产生逻辑使用以下硬件:(1)程序计数器(PC):C2000为16位PC。(2)程序地址寄存器(PAR):驱动程序地址总线(PAB),提供程序的读、写地址。(3)堆栈:16位宽、8级硬件堆栈最多可保存8个返回地址。(4)微堆栈(MSTACK):16位,1级深的堆栈,用于保存一个返回地址。(5)重复计数器(RPTC):16位,与重复指令(RPT)一起,用来确定RPT后面的一条指令重复执行次数。一、程序计数器(PC)程序计数器(PC)存放将被执行的下一条指令的地址。
2、影响PC加载方式的程序控制操作:(1)复位(2)顺序执行 (3)分支转移(4)由累加器转移(5)子程序调用与返回 (6)从累加器调用与返回 (7)软件或硬件中断 加载到PC的地址:PC=0000h (复位向量地址)一、程序计数器(PC)程序计数器(PC)存放将被执行的下一条指令的地址。PC的加载方式:(1)复位(2)顺序执行 (3)分支转移(4)由累加器转移(5)子程序调用与返回 (6)从累加器调用与返回 (7)软件或硬件中断 加载到PC的地址:PC=PC+1例:PC 目标代码 指令0108 be42 CLRC OVM0109 bd00 LDP#0010a 一、程序计数器(PC)程序计数器(P
3、C)存放将被执行的下一条指令的地址。PC的加载方式:(1)复位(2)顺序执行 (3)分支转移(4)由累加器转移(5)子程序调用与返回 (6)从累加器调用与返回 (7)软件或硬件中断 加载到PC的地址:PC=转移指令之后16位立即数例:B pma 一、程序计数器(PC)程序计数器(PC)存放将被执行的下一条指令的地址。PC的加载方式:(1)复位(2)顺序执行 (3)分支转移(4)由累加器转移(5)子程序调用与返回 (6)从累加器调用与返回 (7)软件或硬件中断 加载到PC的地址:PC=累加器的低16位值例:BACC一、程序计数器(PC)程序计数器(PC)存放将被执行的下一条指令的地址。PC的加载
4、方式:(1)复位(2)顺序执行 (3)分支转移(4)由累加器转移(5)子程序调用与返回 (6)从累加器调用与返回 (7)软件或硬件中断 调用:将PC中下一条指令的地址压入堆栈,将调用指令后的16位立即数装入PC;返回:将返回地址从堆栈中弹回PC。例:PC 指令0100 CALL 01e0h0102 一、程序计数器(PC)程序计数器(PC)存放将被执行的下一条指令的地址。PC的加载方式:(1)复位(2)顺序执行 (3)分支转移(4)由累加器转移(5)子程序调用与返回 (6)从累加器调用与返回 (7)软件或硬件中断 调用:将PC中下一条指令的地址压入堆栈,将累加器中的低16位数装入PC;返回:将返
5、回地址从堆栈中弹回PC。例:PC 指令0100 CALA 0101 一、程序计数器(PC)程序计数器(PC)存放将被执行的下一条指令的地址。PC的加载方式:(1)复位(2)顺序执行 (3)分支转移(4)由累加器转移(5)子程序调用与返回 (6)从累加器调用与返回 (7)软件或硬件中断 将PC压入堆栈,然后用适当的中断向量单元地址装入PC。通常在该单元地址中存放一条转移指令,又将相应的中断服务子程序地址装入PC。例:INT2 产生中断0004ff80B 1000h10000108be42CLRCOVM0109bd00LDP#0010a8b8fMAR*,AR7010bb93fLACL#3Fh响应中
6、断响应中断PC=010ah压入堆栈压入堆栈一、程序计数器(PC)程序计数器(PC)存放将被执行的下一条指令的地址。PC的加载方式:(1)复位(2)顺序执行 (3)分支转移(4)由累加器转移(5)子程序调用与返回 (6)从累加器调用与返回 (7)软件或硬件中断 将PC压入堆栈,然后用适当的中断向量单元地址装入PC。通常在该单元地址中存放一条转移指令,又将相应的中断服务子程序地址装入PC。例:INT2 产生中断0004ff80B 1000h10000108be42CLRCOVM0109bd00LDP#0010a8b8fMAR*,AR7010bb93fLACL#3Fh 中断向量中断向量0004h装入
7、装入PC一、程序计数器(PC)程序计数器(PC)存放将被执行的下一条指令的地址。PC的加载方式:(1)复位(2)顺序执行 (3)分支转移(4)由累加器转移(5)子程序调用与返回 (6)从累加器调用与返回 (7)软件或硬件中断 将PC压入堆栈,然后用适当的中断向量单元地址装入PC。通常在该单元地址中存放一条转移指令,又将相应的中断服务子程序地址装入PC。例:INT2 产生中断0004ff80B 1000h10000108be42CLRCOVM0109bd00LDP#0010a8b8fMAR*,AR7010bb93fLACL#3Fh转移指令转移指令1000h装入装入PC二、堆栈硬件堆栈区:16位宽
8、、8级深。用途:当调用子程序或发生中断时,程序地址产生逻辑利用该堆栈保存一个16位返回地址。当CPU进入子程序或中断服务程序时,返回地址自动装入该堆栈的栈顶。当子程序或中断服务程序完成时,返回指令将返回地址从栈顶传送到程序计数器PC。堆栈也可以用来保存数据或用于其他目的。有两组访问堆栈的指令:1)PUSH和POP:PUSH:把累加器(32位)的低半部分(低16位)拷贝到栈顶。POP:把栈顶的值拷贝到累加器的低半部分2)PSHD和POPD:当子程序或中断嵌套超过8级时,可利用这两条指令在数据存储区中建立一个堆栈。即把堆栈区延伸到数据存储区。PSHD dma ;将数据存储器中的值压入栈顶。POPD
9、 dma ;将栈项的值弹出到数据存储器。每当一个数值压入栈顶,堆栈中每级的内容都下移一级,栈底(第8级)的内容则丢失。PSHD dma 弹出操作把堆栈中每一级的值都拷贝到较高的下一级。操作与压入操作相反,POPD dma 三、微堆栈(MSTACK)微堆栈共有1级深、16位宽,与堆栈不同,它的操作是不可见的。执行下列指令时,程序地址产生逻辑,利用微堆栈保存返回地址。块传送 BLDD BLPD乘且累加 MAC、MACD 表读写 TBLD、TBLW 例:RPT#9BLDD#lk,*+源地址 目的地址操作过程:执行 PC+1,然后(PC)(MSTACK)lk(源地址)PC (源地址)(目的地址)PC+
10、1 PC 利用重复指令,进行数据块传送,直到重复计数器(RPTC)=0;(MSTACK)(PC)四、流水线操作 TMS320C2000的流水线有4个独立的阶段:取指令 指令译码 取操作数 执行指令由于这4个操作阶段是独立的,因此,这些操作可以重叠进行。在任意的指定周期内,1-4个不同的指令均被激活,每一条被激活的指令均处于一个不同的完成阶段。对于单字、单周期指令(无等待状态),4级流水线的操作示意图如下:4.2 转移、调用和返回 转移、调用和返回将改变指令流的顺序,转到新的地址单元去执行指令。转移:仅使程序控制转换到新的地址单元。采用跳转指令调用:子程序调用 中断服务程序 要将返回地址保存到硬
11、件堆栈的栈顶。被调用的子程序或中断服务程序都以返回指令结束。转移、调用和返回指令的类型:无条件转移、调用和返回 有条件转移、调用和返回 一、无条件指令无条件转移指令 B pma ;用指令中给定的地址pma 装载PC BACC ;用累加器中低16位数值ACC(015)装载PC无条件调用指令 CALL pma ;将返回地址压入堆栈,用pma 装载PC CALA ;将返回地址压入堆栈,用ACC(015)装载PC无条件返回指令 RET ;将栈顶的值(返回地址)加载到PC二、有条件指令 有条件指令指仅当某些指定的条件满足时才执行。条件及符号 条件的组合:在条件指令的操作数中可以有多个条件。注意:某些条件
12、只有组合才是有意义的。对于每一种组合,必须按如下规则从组1和组2中选择条件。同一类的条件不能组合。有条件指令 条件转移指令 BCND pma,cond1,cond2,;条件cond1,cond2都满足时转移。例:BCND PGM1,LEQ,OV BANZ pma ;当前AR0时,转移。条件调用指令 CC pma,cond1,cond2,;条件cond1,cond2都满足时调用。例:CC 00BFh,LEQ,OV条件返回指令 RETC cond1,cond2,;条件cond1,cond2都满足时返回。4.3 重复指令 重复指令(RPT)允许紧跟在RPT后的那一条指令重复执行N+1。N为RRT指令
13、中的一个操作数。在执行RPT时,计数值N被装入重复计数器(RPTC),然后,被重复的指令每执行一次,RPTC就减1,直至RPTC为0。例:指令执行前寄存器状态:ARP=1;AR1=300h执行指令:RPT#9 ;下一条指令执行10次 BLDD#320h,*+上面的指令执行结果:将数据存储器:0320h032Ah单元的内容-0300h030Ah中 4.4 中断中断是由软件或硬件产生一个信号,该信号引起CPU挂起主程序,并转而执行一个子程序,即中断服务子程序。一、概述 1)中断信号的产生:C2000支持软件和硬件两种中断。软件中断:由中断指令INTR,NMI或TRAP请求。硬件中断:外部中断由外部
14、中断引脚上的信号触发,如:RS,NMI 内部中断由片内外设的信号触发。2)中断优先级硬件中断可能同时产生,CPU依据中断源的优先级顺序而执行相应的中断服务子程序。C240X的硬件中断分为两级:CPU中断(8个)(核心级)外设中断(46个),分别挂在CPU中断中 6个 可屏蔽中断之下。CPU中断优先级为1-RESET;复位中断2-保留3-NMI;不可屏蔽中断4-INT1;可屏蔽中断5-INT2;可屏蔽中断6-INT3;可屏蔽中断7-INT4;可屏蔽中断8-INT5;可屏蔽中断9-INT6;可屏蔽中断3)可屏蔽中断与不可屏蔽中断 可屏蔽中断:指可以用软件设置使它们禁止(屏蔽)或允许(不屏蔽)的中断
15、,可屏蔽中断均为硬件中断。C240X的可屏蔽中断为INT1INT6,这些中断源下面挂着外设和外部引脚,如:ADC、SPI、SCI、事件管理器等。不可屏蔽中断:包括:所有的软件中断 两种外部硬件中断:(RS,NMI)。对于不可屏蔽中断,CPU总是要响应,并从主程序转移到相应中断服务程序。4)中断矢量 中断矢量指CPU响应中断后,PC装载的地址。MS320C2000器件CPU中断的中断矢量表安排在程序存储器地址为0000h003Fh的64个单元。每个CPU中断分配了两个地址单元,用以存放一条两个字的转移指令。外设中断的中断矢量放在外设中断矢量寄存器(PIVR)中中断名称中断矢量RESET复位000
16、0h保留位0026hNMI0024hINT10002hINT20004hINT30006hINT40008hINT5000AhINT6000Ch保留位000EhTRAP0022hINT8-INT160010h-0020hINT20-INT310028h-003Fh5)中断操作步骤TMS320C2000管理中断分为3个主要阶段:(1)接受中断请求:来自程序代码的软件中断请求、来自引脚或片内设备硬件中断请求到达CPU 时,该中断挂起,或说在等待响应。(2)响应中断:如果是可屏蔽中断,则必须满足一定的条件时CPU才会响应;对非屏蔽中断则立即响应。(3)执行中断服务程序:一旦中断被响应,CPU就根据放
17、在中断矢量地址中的转移指令,按照要求转移到相应的中断服务程序中去执行。执行结束后返回。对于中断的管理,TMS320C2000系列中不同型号的芯片有许多不同之处。以下以LC/LF240X为例。二、可屏蔽中断 1结构 LF/LC240X器件的CPU提供了6个可屏蔽中断,INT1-INT6。利用这6个中断级,通过 扩 展 设 计,使 得C240X器件能够管理46个可屏蔽中断请求。2中断管理寄存器 CPU中断寄存器 外设中断寄存器1)CPU中断寄存器:用于管理CPU中断INT1-INT6:中断标志寄存器(IFR)中断屏蔽寄存器(IMR)CPU中断标志寄存器(IFR)地址0006h 用于识别和清除挂起的
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