DSP讲稿(C6K).doc

Chapter 1 Introduction Why go digital? 数字信号处理技术的功能十分强大，它所达到的处理性能和指标，往往是模拟处理技术难以达到的。例如： FIR filter with linear phase. Adaptive filters. chapter2 C6000的结构概述 General DSP System Block Diagram 一个DSP系统通常由CPU、内部存储器、外部存储器、片内外设，以及连接它们的内部和外部总线组成。 为了提高对数字信号的处理速度，DSP处理器针对DSP的典型算法，在结构和功能模块等方面进行了优化。下面我们通过对C6000结构的研究，来了解DSP处理器的特点。 Implementation of Sum of Products（SOP） 在第一章中已经指出：积之和SOP是大多数DSP算法中的关键要素。下面我们通过编写实现级数计算的代码，来深入理解C6000的结构。 Implementation of Sum of Products（SOP） 该代码模块用汇编语言编写，其好处是汇编语言与处理器的结构密切相关，便于我们了解DSP的结构。 从级数的计算公式看，实现该算法有两个基本的操作： 乘法计算 加法计算 因此，要有两条基本指令：乘法指令和加法指令。 Multiply（MPY） 系数a1和采样值x1的乘法用下面汇编指令实现： MPY a1，x1，Y 该指令的功能是：将a1和x1相乘，并将乘积送给Y。 Multiply（.M unit） 该指令由一个硬件乘法器单元完成，该单元称之为“.M”单元。 所以，乘法指令更改为：MPY .M a1，x1，Y 16位乘16位的乘法器得到32位的结果。 32位乘32位的乘法器得到64位的结果。 Addition（.？） 下面考虑加法操作： MPY .M a1，x1，prod ADD .? Y，prod，Y 加法指令将前一条指令计算出的乘积prod，累加到Y中。 这里要考虑一下加法指令是如何实现的？ Addition（.L unit） C6000中有一个.L单元，加法指令就是通过该单元实现的。因此，代码要改为： MPY .M a1，x1，prod ADD .L Y，prod，Y Register File-A C6000是RISC处理器，这类处理器用寄存器保存操作数，所以刚刚写的代码还要修改。用寄存器取代a1、x1、prod、Y。 Specifying Register Names C6000的CPU中有两组寄存器：A、B。每组寄存器由16个寄存器组成，每个寄存器的宽度是32比特。 MPY .M A0，A1，A3 ADD .L A4，A3，A4 寄存器A0、A1、A3、A4包含了这两条指令要用的数值。 Data Loading 通过刚才讨论，我们看到：操作数是存放在寄存器中的。那么，如何将操作数加载到寄存器中去呢？ Load Unit“.D” C6000CPU中有个.D单元，通过这个.D单元就可将操作数从数据存储器加载到寄存器中。 值得注意的是：.D单元是访问数据存储器的唯一方法。 Load Instruction 下面要考虑的是：将操作数从数据存储器加载到寄存器中，应该用什么指令？ 其答案是加载指令。（LDB、LDH、LDW、LDDW） Using the Load Instructions 在使用加载单元之前，必须要清楚处理器是按字节寻址的，也就是说：存储器中每个字节对应一个唯一的地址。 地址的宽度是32位，可寻址范围FFFFFFFF。 Using the Load Instructions 加载指令的句法是：LD *Rn，Rm 其中，Rn是一个寄存器，该寄存器中存放的是要加载操作数的地址，作为寄存器指针。 Rm是目的寄存器。 Using the Load Instructions 现在的问题是：加载到目的寄存器中的数据宽度（位数）如何确定？ Using the Load Instructions 这可以通过选用不同的指令来完成。 LDB：加载1个字节（8比特） LDH：加载半个字（16比特） LDW：加载1个字（32比特） LDDW：加载1个双字（64比特） 注意：不存在LD指令。 Using the Load Instructions 例如：假设A5=0x4 LDB *A5，A7；A7=0LDH *A5，A7；A7=0LDW *A5，A7；A7=0LDDW *A5，A7；A7=0x0807060504030201 Using the Load Instructions 请大家思考这样一个问题：如果只能通过加载指令和.D单元访问数据存储器，那