MSP430程序库十三硬件乘法器使用剖析.doc

MSP430程序库十三硬件乘法器使用硬件乘法器不占用CPU周期，有硬件实现，速度比软件实现的乘法速度快很多。msp430f14x、msp430f16x中都含有硬件乘法器模块，方便用户需要速度的时候使用。 硬件介绍： 在MSP430系列单片机中，硬件乘法器是外围模块，而不是CPU内核的一部分；所以它的活动与否与CPU的活动与否无关，它的寄存器和其他的外围寄存器一样通过CPU指令读写。 硬件乘法器模块支持一下功能：无符号乘法、有符号乘法、无符号乘加、有符号乘加；可以支持16*16 16*8 8*16 8*8bits的乘法。 硬件乘法器的模块框图如下： 硬件乘法器模块的四种操作类型(无符号乘法、有符号乘法、无符号乘加、有符号乘加)是由写入的第一个操作数的位置决定的。这个模块有两个操作数寄存器：OP1和OP2、三个结果寄存器RESLO, RESHI, 和SUMEXT。RESLO寄存器存储结果的低字(低16位)；RESHI寄存器存储结果的高字(高16位)；SUMEXT寄存器存储结果的有关信息。结果在3个时钟周期后即可完成；写入OP2后的下一条指令即可读取结果，有一种情况例外：用间接寻址方式访问结果。用间接寻址方式访问结果时，读取结果之前需要有一条NOP指令。 操作数OP1有四个地址(MPY:0130h MPYS:0132h MAC:0134h MACS:0136h)，这四个寄存器用来选择乘法的操作模式。写入第一个操作数寄存器决定用哪种操作：无符号 用符号等，但是不启动相乘操作；写入第二个操作数寄存器启动相乘的操作。计算完成后结果存入寄存器RESLO,RESHI, 和SUMEXT。 操作数1的四个地址对应的操作： OP1 Address Register Name Operation 0130h MPY Unsigned multiply（无符号乘法） 0132h MPYS Signed multiply（有符号乘法） 0134h MAC Unsigned multiply accumulate（无符号乘加） 0136h MACS Signed multiply accumulate（有符号乘加） 四种操作模式下高位结果寄存器的内容如下： Mode RESHI Contents MPY Upper 16-bits of the result MPYS The MSB is the sign of the result. The remaining bits are the upper 15-bits of the result. Two’s complement notation is usedfor the result. MAC Upper 16-bits of the result MACS Upper 16-bits of the result. Two’s complement notation is used for the result. 四种操作模式SUMEXT 寄存器的内容： Mode SUMEXT MPY SUMEXT is always 0000h MPYS SUMEXT contains the extended sign of the result 00000h Result was positive or zero 0FFFFh Result was negative MAC SUMEXT contains the carry of the result 0000h No carry for result 0001h Result has a carry MACS SUMEXT contains the extended sign of the result 00000h Result was positive or zero 0FFFFh Result was negative 连续乘法运算时，如果操作数1不需改变就可以运算，则可以不需要重新写入和以保存内容相同的数；但OP2必须重新写入以启动乘法运算。 MACS Underflow and Overflow（MACS时的上溢和下溢）：硬件乘法器不检测有符号乘加时运算结果的上溢出和下溢出。结果的正数范围：0