汇编语言编程举例.ppt

1、汇编语言编程举例,汇编语言编程的基本方法 DSP在信号发生器上的应用 用DSP实现FIR滤波器,汇编语言编程举例,汇编语言编程的基本方法,汇编语言编程的基本方法,1堆栈的使用,1.压入数据时，堆栈从高地址向低地址增长。2.压栈时指针先减，SP-1，再压入数据；3.出栈时，先弹出数据后，再SP+1。4.如要用堆栈，必须先设置，后使用。,要点,例 设计一存储空间为100个单元的堆栈。size .set 100 ；设置堆栈空间的 ；大小为100stack .usect “STK”,size ；设置堆栈段的首地址 ；和堆栈空间 STM #stack+size,SP ；将栈底地址指针送 ； SP，完成初

2、始化,1堆栈的使用,汇编语言编程的基本方法,例 编写求解加、减法的程序，计算z=x+y-w。SUM1：LD x,A ；将x地址的内容送A ADD y,A ；将y地址的内容与A中x值相加 SUB w,A ；将A中的内容与w 相减，得z STL A,z ；将A的的计算值存入z 地址中,2 加、减法和乘法运算,汇编语言编程的基本方法,例 写求解直线方程的程序，计算y=mx+b。 SUM2：LD m,T ；将m 地址的内容送T MPY x,A ；将x 地址的内容与 ；T中的m相乘，结果送A ADD b,A ；将A中的mx与b 地址的内容 ；相加，结果送A STL A,y ；将A的的计算结果 ；存入y

3、地址中,2 加、减法和乘法运算,汇编语言编程的基本方法,传送速度比加载和存储指令要快；传送数据不需要通过累加器；可以寻址程序存储器；与RPT指令相结合（重复时，这些指令都变成单周期指令），可以实现数据块传送。,3 数据块传送,特点,汇编语言编程的基本方法,（1）数据存储器数据存储器 这类指令有：MVDK Smem,dmad 指令的字数/执行周期 2/2MVKD dmad,Smem；Smem=dmad 2/2MVDD Xmem,Ymem ；Ymem=Xmem 1/1（2）程序存储器数据存储器 这类指令有：MVPD pmad,Smem ；Smem=pmad 2/3MVDP Smem,pmad ；p

4、mad=Smem 2/4pmad为16位立即数程序存储器地址；dmad为16位立即数数据存储器地址；Smem为数据存储器地址；Xmem、Ymem为双操作数数据存储器地址，Xmem从DB数据总线上读出。Ymem从CB数据总线上读出。,3 数据块传送,汇编语言编程的基本方法,（3）数据存储器MMR 这类指令有：MVDM dmad,MMR ；指令的字数/执行周期 2/2MVMD MMR,dmad ；dmad=MMR 2/2MVMM mmrx,mmry ；mmry=mmrx 1/1（4）程序存储器（Acc）数据存储器 包括：READA Smem ；Smem=prog(A) 1/5WRITA Smem

5、；prog(A)= Smem 1/5 mmrx,mmry为AR0AR7或SP； MMR为任何一个存储器映象寄存器；,3 数据块传送,汇编语言编程的基本方法,例 将数组x5 初始化为1,2,3,4,5。.data ；定义初始化数据段起始地址TBL: .word 1,2,3,4,5 ；为标号地址TBL ；开始的5个单元赋初值 .sect “.vectors” ；定义自定义段，并获 ；得该段起始地址 B START；无条件转移到标号为START的地址 .bss x,5 ；为数组x分配5个存储单元 .text ；定义代码段起始地址START:STM #x,AR5 ；将x的首地址存入AR5 RPT #4

6、 ；设置重复执行5次下条指令 MVPD TBL,*AR5+ ；将TBL开始的5个值传给x,（1）程序存储器数据存储器,3 数据块传送,汇编语言编程的基本方法,例 将数据存储器中的数组x10复制到数组y10。 .title “cjy1.asm” ；为汇编源程序取名 .mmregs ；定义存储器映象寄存器STACK .usect “STACK”,30H；设置堆栈 .bss x,10 ；为数组x分配10个存储单元 .bss y,10 ；为数组y分配10个存储单元 .datatable:.word 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 .def start ；定义标号start .text,（2）

7、数据存储器数据存储器,3 数据块传送,汇编语言编程的基本方法,start:STM #0,SWWSR ；复位SWWSR STM #STACK+30H,SP；初始化堆指针 STM #x,AR1 ；将目的地首地址赋给AR1 RPT #19 ；设定重复传送的次数为20次 MVPD table,*AR1+ ；程序存储器传送到数 ；据存储器 STM #x,AR2 ；将x的首地址存入AR2 STM #y,AR3 ；将y的首地址存入AR3 RPT #19 ；设置重复执行20次下条指令 MVDD *AR2+,*AR3+；将地址x开始的20个值 ；复制到地址y开始的20个单元end: B end .end,3 数

8、据块传送,汇编语言编程的基本方法,用间接寻址方式获得操作数，且辅助寄存器只用AR2AR5；占用程序空间小；运行速度快。,4双操作数乘法,特点,汇编语言编程的基本方法,单操作数指令方案 LD #0,B STM #a,AR2 STM #x,AR3 STM #19,BRC RPTB done-1 LD *AR2+,T；1T MPY *AR3+,A；1T ADD A,B ；1Tdone:STH B,y STL B,y+1,双操作数指令方案 LD #0,B STM #a,AR2 STM #x,AR3 STM #19,BRC RPTB done-1 MPY*AR2+,*AR3+,A；1T ADD A,B

9、；1Tdone: STH B,y STL B,y+1,4双操作数乘法,例 编制求解 的程序。,汇编语言编程的基本方法,4双操作数乘法,上例 编制求解 的程序。利用双操作数指令可以节省机器周期。迭代次数越多，节省的机器周期数也越多。例子中，在每次循环中，双操作数指令都比单操作数指令少用一个周期，节省的总机器周期数=1T*N（迭代次数）=NT。,汇编语言编程的基本方法,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长字运算,特点,使用长操作数指令时，按指令中给出的地址存取的总是高16位操作数。这样，有两种数据排列方法：（1）偶地址排列法 指令中给出的地址为偶地址，存储器中低地址存放高1

10、6位操作数。（2）奇地址排列法 指令中给出的地址为奇地址，存储器中低地址存放低16位操作数。,汇编语言编程的基本方法,5长字运算,（1）偶地址排列法 指令中给出的地址为偶地址，存储器中低地址存放高16位操作数。如： DLD *AR3+,A执行前：A=00 0000 0000 执行后：A=00 6CAC BD90 AR3=0100 AR3=0102 （0100h）=6CAC（高字） （0100h）=6CAC （0101h）=BD90（低字） （0101h）=BD90,汇编语言编程的基本方法,（2）奇地址排列法 指令中给出的地址为奇地址，存储器中低地址存放低16位操作数。如： DLD *AR3+,

11、A 执行前： 执行后： A=00 0000 0000 A=00 BD90 6CAC AR3=0101 AR3=0103 （0100h）=6CAC（低字） （0100h）=6CAC （0101h）=BD90（高字） （0101h）=BD90,5长字运算,汇编语言编程的基本方法,推荐采用偶地址排列法，将高16位操作数放在偶地址存储单元中。如： 程序存储器 .long 12345678 h ；偶地址：1234 ；奇地址：5678 数据存储器 .bss xhi, 2, 1, 1 ；偶地址：xhi ；奇地址：xlo 变量名称 字长 页邻接 偶地址排列法,5长字运算,汇编语言编程的基本方法,例 计算Z32

12、=X32+Y32。标准运算 长字运算 LD xhi,16,A DLD xhi,A ADDS xlo,A DADD yhi,A ADD yhi,16,A DST A,zhi ADDS ylo,A （3个字，3个T） STH A,Zhi STL A,Zlo（6个字，6个T）,5长字运算,汇编语言编程的基本方法,(1)并行运算指同时利用D总线和E总线。其中，D总线用来执行加载或算术运算，E总线用来存放先前的结果。(2)并行指令都是单字单周期指令。(3)并行运算时所存储的是前面的运算结果，存储之后再进行加载或算术运算。(4)并行指令都工作在累加器的高位。(5)大多数并行运算指令都受累加器移位方式ASM

13、位影响。,6并行运算（略）,特点,汇编语言编程的基本方法,表 并行指令举例,汇编语言编程的基本方法,例 编写计算z=x+y和f=d+e的程序段。在此程序段中用到了并行存储/加载指令，即在同一机器周期内利用E总线存储和D总线加载。 数据存储器分配如图5-4所示。 .title “cjy3.asm” .mmregsSTACK .usect “STACK”,10H .bss x,3 ；为第一组变量 ；分配3个存储单元 .bss d,3 ；为第二组变量 ；分配3个存储单元 .def start .datatable: .word 0123H,1027H,0,1020H,0345H,0,汇编语言编程的基

14、本方法,.text start:STM #0,SWWSR STM #STACK+10H,SP STM #x,AR1 RPT #5 MVPD table,*AR1+ STM #x,AR5 ；将第一组变量的首地址传给AR5 STM #d,AR2 ；将第二组变量的首地址传给AR2 LD #0,ASM ；设置ASM=0 LD *AR5+,16,A ；将x的值左移16位放入A的高端字 ADD *AR5+,16,A ；将y值左移16位与A的高端字x相加 ST A,*AR5 ；将A中的和值右移16位存入z中 LD *AR2+,B ；将d的值左移16位放入B的高端字 ADD *AR2+,16,B ；将e值左移

15、16位与B的高端字d相加 STH B,*AR2 ；将B的高端字中的和值存入f中end: B end .end,汇编语言编程的基本方法,764位加法和减法运算（略）,例 编写计算Z64=W64+X64-Y64的程序段。这里的W、X、Y和结果Z都是64位数，它们都由两个32位的长字组成。利用长字指令可以完成64位数的加/减法。 w3 w2 w1 w0 （W64）+ x3 x2 C x1 x0 （X64） 低32位相加产生进位C- y3 y2 C y1 y0 （Y64） 低32位相减产生借位C_ z3 z2 z1 z0 （Z64）,汇编语言编程的基本方法,DLD w1,A ；A=w1w0DADD x

16、1,A ；A=w1w0+x1x0, 产生进位CDLD w3,B ；B=w3w2ADDC x2,B ；B=w3w2+x2+CADD x3,16,B ；B=w3w2+x3x2+CDSUB y1,A ；A=w1w0+x1x0-y1y0, 产生借位CDST A,z1 ；z1z0=w1w0+x1x0-y1y0SUBB y2,B ；B=w3w2+x3x2+C-y2-CSUB y3,16,B ；B=w3w2+x3x2+C-y3y2-CDST B,z3 ；z3z2=w3w2+x3x2+C-y3y2-C由于没有长字带进（借）位加/减法指令，所以上述程序中只能用16位带进（借）位指令ADDC和SUBB。,汇编语言

17、编程的基本方法,8. 32位乘法运算（略）,x1 x0 S U y1 y0 S U_ _ x0 * y0 U * U y1 * x0 S * U x1 * y0 S * Uy1 * x1 S * S_ _w3 w2 w1 w0 S U U U,例 编写计算W64=X32*Y32的程序段。32位乘法算式如下：,汇编语言编程的基本方法,其中，S为带符号数，U为无符号数。数据存储器分配如图所示。在32位乘法运算中，实际上包括了三种乘法运算：U*U、S*U和S*S。一般的乘法运算指令都是两个带符号数相乘，即S*S。 所以，在编程时，要用到以下三条乘法指令： MACSU Xmem,Ymem,src ；无

18、符号数与带符号数相乘并累加 ；src=U（Xmem）* S（Ymem）+src MPYU Smem,dst ；无符号数相乘 ；dst=U（）* U（Smem） MAC Xmem,Ymem,src ；两个符号数数相乘并累加 ；src=S（Xmem）* S（Ymem）+src32位乘法的程序段如下：,汇编语言编程的基本方法,STM #x0,AR2 ；将x的首地址放入AR2 STM #y0,AR3 ；将y的首地址存入AR3 LD *AR2,T ；T=x0 MPYU *AR3+,A ；A=ux0*uy0 STL A,w0 ；w0=ux0*uy0 LD A,-16,A ；A=A16 MACSU *AR2

19、+,*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 STH A,W3 ；w3=A的高16位,汇编语言编程的基本方法,9小数运算（略）,整数运算的问题（1）两个16位整数相乘，乘积总是“向左增长”。这意味着多次相乘后，乘积将会很快超出定点器件的数据范围。（2）保存32位乘积到存储器，要开销2个机器周期以及2个字的存储器单元。（3）由于乘法器都是16位相乘，因此很难在后续的递推运算中，将32位

20、乘积作为乘法器的输入。小数运算的优点（1）乘积总是“向右增长”。这就味着超出定点器件数据范围的将是不太感兴趣的部分。（2）既可以存储32位乘积，也可以存储高16位乘积，这就允许用较少的资源保存结果。（3）可以用于递推运算。,小数运算与整数运算的比较,汇编语言编程的基本方法,C54x采用2的补码表示小数，其最高位为符号位，数值范围从-11。一个16位2的补码小数（Q15格式）的每一位的权值为： MSB（最高位） LSB（最低位） -1. 1/2 1/4 1/8 2-15一个十进制小数乘以32768之后再将其十进制整数部分转换成十六进制数，就能得到这个十进制小数的2的补码表示了。1 7FFFh0.

21、5正数：乘以32768 4000h0 0000h-0.5 负数：其绝对值部分乘以32768，再取反加1 C000h-1 8000h,（1）小数的表示方法,汇编语言编程的基本方法,在汇编语言中，是不能直接写入十进制小数的，可写为整数运算式。如果要定义一个系数0.707，可以写成：.word 32768*707/1000不能写成32768*0.707。,注意,Q格式表示法,在Q格式中，Q之后的数字（如Q15格式中的15）决定小数点右边有多少位二进制位，故Q15表示在小数点后有15位小数。当用一个16位的字来表示Q15格式时，在MSB（最高位）的右边有一个小数点，而MSB表示符号位。所以Q15的表示

22、数字可表示范围从+1（以+0.999997表示）到-1的值。,汇编语言编程的基本方法,通过合适的Q格式，可以把数值根据所需的精确度做适当地转换，以便定点数的DSP也可以处理高精度的浮点数。下面以Q15为例，说明转换的过程。1） 先确定准备转换的十进制数值N，是在Q15格式的数值范围之间，即-1.000000N+0.999997。2）数值N乘以215，即N=N215=N327683）把步骤2）的结果加216，即N=N+216=N+65536。4）步骤3）的结果转换成十六进制，并把第17位舍弃掉，得到的结果就是N的Q15转换值。,汇编语言编程的基本方法,下面通过把-0.2345及+0.2345转换

23、成Q15格式来说明转换方法。-0.2345的转换为：-0.234532768=-7684.1-7684-7684+65536=5785257852转换成十六进制数值为0E1FCh，所以结果为E1FCh。+0.2345的转换为：0.234532768=7684.176847684+65536=7332073320转换成十六进制数值为11E04h，并把第17位舍弃掉，结果为1E04h。,汇编语言编程的基本方法,以字长为4位和8位累加器为例，先看一个小数乘法的例子。 0 1 0 0（0.5230.5=（4）10=（0100）2） 1 1 0 1（-0.37523（-0.375）=（-3）10 0 1

24、 0 0 =（1101）补） 0 0 0 0 0 1 0 01 1 0 0 （-0100）1 1 1 0 1 0 0 （-0.1875=-12/26-12=（1110100）补）,（2）小数乘法与冗余符号位,汇编语言编程的基本方法,上述乘积是7位，当将其送到8位累加器时，为保持乘积的符号，必须进行符号位扩展，这样，累加器中的值为11110100（-0.09375=-12/27），出现了冗余符号位。原因是： S x x x （Q3） S y y y （Q3）S S z z z z z z （Q6格式）即两个带符号数相乘，得到的乘积带有2个符号位，造成错误的结果。同样，对于两个十六位数相乘，乘积只

25、有30位，在最高的两位也是符号位，同样会造成错误的结果。,汇编语言编程的基本方法,解决冗余符号的办法是：在程序中设定状态寄存器ST1中的FRCT（小数方式）位1，在乘法器将结果传送至累加器时就能自动地左移1位，累加器中的结果为：zzzzzz0（Q7格式），即11101000（-0.1875=-24/27-24=（11101000）补），自动地消去了两个带符号数相乘时产生的冗余符号位。所以在小数乘法编程时，应当事先设置FRCT位：SSBX FRCT MPY *AR2,*AR3,ASTH A,Z这样，C54x就完成了Q15*Q15=Q15的小数乘法。,汇编语言编程的基本方法,例 编制计算 的程序段

26、，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,x3=-0.4,x4=-0.2。 .title “cjy4.asm” .mmregsSTACK .usect “STACK”,10H .bss a,4 ；为a分配4个存储单元 .bss x,4 ；为x分配4个存储单元 .bss y,1 ；为结果y分配1个存储单元 .def start .data ；定义数据代码段,汇编语言编程的基本方法,table: .word 1*32768/10 ；在table开始的8个.word 2*32768/10 ；地址放数据 .word -3*32768/10

27、 .word 4*32768/10 .word 8*32768/10 .word 6*32768/10 .word -4*32768/10 .word -2*32768/10,汇编语言编程的基本方法,.text ；定义可执行程序代码段start:SSBX FRCT ；设置FRCT位，表示进行小数乘 STM #x,AR1 ；将x的首地址传给AR1 RPT #7 ；重复8次下条指令 MVPD table,*AR1+ ；将程序空间8个数传给数据存储器 STM #x,AR2 ；将数据存储器第一个数x1的地址传给AR2 STM #a,AR3 ；将数据存储器第五个数a1的地址传给AR3 RPTZ A,#3

28、 ；将A清零，重复4次下条指令 MAC *AR2+,*AR3+,A ；执行乘法累加和，结果放在A中 STH A,y ；将A的高端字存入结果y，低端字省去end: B end ；原处循环等待 .end 结果y=0x1EB7。转换为十进制数：y=（1163+14162+11161+7160）/32768=0.24,汇编语言编程的基本方法,10 除法运算,条件减法指令的功能如下：SUBC Smem，src ；（src）-（Smem）15 ALU；输出端，如果ALU输出端0, ；则（ALU输出端）1+1src，；否则（src）1src。,方法：减法指令加重复指令实现无符号运算,（1）当被除数除数 此时

29、商为小数。,汇编语言编程的基本方法,例 编写0.4（-0.8）的程序段。.title “cjy5.asm”.mmregsSTACK .usect “STACK”,10H.bss num,1 ；为分子分配单元.bss den,1 ；为分母分配单元.bss quot,1 ；为商分配单元.data ；定义数据段起始地址table:.word 4*32768/10 ；在以table为地址的；单元放入 0.4.word -8*32768/10 ；在以table为地址的；下一单元放入-0.8.def start,汇编语言编程的基本方法,.text ；定义数据段起始地址start: STM #num,AR1

30、 ；将分子所在单元的地址传给AR1 RPT #1 ；重复执行下一指令2次 MVPD table,*AR1+；传送程序空间的2个数据（分子、 ；分母）至地址为num开始的数据存储器单元 LD den,16,A ；将分母移到累加器A（3116） MPYA num ；（num）*（ A（3116）B， ；获取商的符号（在累加器B中） ABS A ；分母取绝对值 STH A,den ；分母绝对值存回原处 LD num,16,A ；分子加载到A（3116） ABS A ；分子取绝对值 RPT #14 ；15次减法循环，完成除法 SUBC den,A ； XC 1,BLT ；如果B0（商是负数），则需要变

31、号 NEG A ；如果B0执行求反，否则跳过此指令 STL A,quot ；保存商end: B end .end,汇编语言编程的基本方法,a）被除数除数商为小数 b被除数除数商为整数,汇编语言编程的基本方法,10 除法运算,（2）当被除数除数时 商为整数。,例 编写16384512的程序段。将上例程序段仅作两处修改，其它不变，就得本例的程序段：LD num,16,A 改成 LD num,ARPT #14 改成 RPT #15本例的程序段为： .title “cjy6.asm” .mmregsSTACK .usect “STACK”,10H,汇编语言编程的基本方法,.bss num,1 ；为分子

32、分配单元 .bss den,1 ；为分母分配单元 .bss quot,1 ；为商分配单元 .data ；定义数据段起始地址table: .word 66*32768/100 ；在以table为地址 ；的单元放入16384 .word -33*32768/100 ；在以table为地址 ；的下一单元放入512 .def start .text ；定义数据段起始地址start: STM #num,AR1；将分子所在单元地址传给AR1 RPT #1 ；重复执行下一指令2次 MVPD table,*AR1+；传送程序空间的2 ；数据（分子、分母）至地址为 ； num开始的数据存储器单元,汇编语言编程的

33、基本方法,LD den,16,A ；将分母移到累加器A（3116） MPYA num ；（num）*（ A（3116）B， ；获取商的符号（在累加器B中） ABS A ；分母取绝对值 STH A,den ；分母绝对值存回原处 LD num,A ；分子加载到A（150） ABS A ；分子取绝对值 RPT #15 ；16次减法循环，完成除法 SUBC den,A ； XC 1,BLT ；如果B0（商是负数），则需要变号 NEG A ；如果B0执行求反，否则跳过此指令 STL A,quot ；保存商end:B end .end ；结果为quot=0x0020=32。,汇编语言编程的基本方法,汇编语

34、言编程举例,DSP在信号发生器上的应用,DSP在信号发生器上的应用,1. 一个角度正弦值的计算,要点,按C54x系列采用的Q15格式，将转换为十进制小数的2的补码形式为： =0.785432768=6487h弧度。 再将要计算的值放在d_x单元中，计算结果放在d_sinx单元中。,DSP在信号发生器上的应用,.title “sinx.asm” ；为程序取名 .mmregs ；定义存储器映象寄存器 .def start ；定义标号start .ref sin_start,d_x,d_sinx ；引用别处定义的 ； sin_start,d_x,d_sinxSTACK:.usect “STACK”,

35、10 ；设置堆栈空间的大小和起始位置 start: STM #STACK+10,SP；设置堆栈指针初始指向的栈底位置 LD #d_x,DP ；设置数据存储器页指针的起始位置 ST #6487h,d_x ；将值送入地址为d_x的单元中 CALL sin_start ；调用计算正弦值的子程序end: B end ；循环等待sin_start: .def sin_start ；定义标号sin_start的起始位置d_coeff .usect “coeff”,4 ；定义4个单元的未初始化段coeff,DSP在信号发生器上的应用,.datatable: .word 01c7h ；在程序空间定义4个系数,

36、c1=1/（8*9） .word 030bh ；c2=1/（6*7） .word 0666h ；c3=1/（4*5） .word 1556h ；c4=1/（2*3）d_x .usect “sin_vars”,1 ；在自定义的未初始化段sin_vars中d_squr_x .usect “sin_vars”,1 ；保留5个单元的的空间，它们通常d_temp .usect “sin_vars”,1 ；被安排在RAM中，用于暂存变量d_sinx .usect “sin_vars”,1 c_1 .usect “sin_vars”,1.text ；完成正弦计算的可执行代码段SSBX FRCT ；设置进行小数乘法，以便自动左移一位 STM #d_coeff,AR5；将4个系数的首地址d_coeff 送AR5,