第2章 TMS320C54x数字信号处理器硬件.ppt

* 第2章 TMS320C54x数字信 号处理器硬件结构 2.4 中央处理单元（CPU） CPU基本组成： CPU状态和控制寄存器 40位算术逻辑单元（ALU） 40位累加器A和B 桶形移位寄存器 乘法器/加法器单元 比较、选择和存储单元（CSSU） 指数编码器 一、算术逻辑单元（ALU）和累加器 40位ALU结构如下图所示，大多数的逻辑算术运算指令都是单周期指令。除存储操作指令(ADDM、ANDM、ORM和XORM)外，ALU的算术结果通常都被传输到目的40位累加器(A或B)中。 1、 ALU输入：2个，X和Y X： 移位寄存器的输出 来自数据总线DB的数据存储器操作数 Y： 累加器A或B中的数据 来自数据总线CB的数据存储器操作数 暂存器T中的数据 2、 ALU输出：至累加器A或B 当加法进位或减法借位时，状态寄存器ST0的进位位C=1,根据此位值可控制程序方向。进位位C可用软件编程修改。 RSBX C ;进位位C复位，C=0 SSBX C ;进位位C置位，C=1 当ST1中的比特位C16＝1时，ALU在单个周期内可同时进行两个16b操作数的加减运算。 3、 进位位：C 4、 双16b算术运算 溢出刚发生时的处理 当运算发生溢出时，溢出标志位OVA、OVB被置1。分两种情况： 当目的累加器A溢出时， ST0的OVA＝1； 当目的累加器B溢出时， ST0的OVB＝1； 接下来的处理（受OVM位的控制） OVM=0，累加器直接加载ALU的结果 OVM=1，分两种： 正向溢出时，用32b最大数00 7FFF FFFFh→ACC 负向溢出时，用32b最小数11 8000 0000h → ACC 5、 溢出处理 有三种方法： 用RSBX OVA/OVB复位 执行溢出条件指令：XC 1 OVA 溢出标志位被清除：人为的清零 最后处理：对OVA/OVB复位 两个40b累加器（ACC, A和B） 说明 保护位作为数据计算时的数据位余量， 防止迭代运算产生的溢出 AG、BG、AH、BH、AL、BL都是存 储器映像寄存器，可也用PSHM和POPM 指令压入和弹出堆栈 累加器A和B的差别仅在于A的31~16位 可以作为乘法器的一个输入 ① 加法：ADD、ADDC、 ADDM、 ADDS. ② 减法：SUB、 SUBB、 SUBC 、 SUBS. ③ 乘法：MPY(R)、MPYA、MPYU 、 SQUR. ④ 逻辑运算：(与)AND、ANDM (或) OR、ORM (异或) XOR、XORM ⑤ 32位运算指令：DADD、 DSUB、 DRSUB DSUBT、 DADST、DSADT 6、 常用运算指令 二、桶形移位寄存器 1、 功能 在ALU运算前对数据的值进行定标 对累加器的值进行算术或逻辑移位 对累加器进行归一化处理 对累加器的值存储到数据存储器之前进行定标 2、输入 3、输出 4、移位数 A、B、DB、CB中的一种，可符号扩展(SXM) 来自下面3种的一种 寄存器T的低6位, -16~31位 ST1的低5位(ASM),-16~15 移位指令的立即数： -16~15 或 0~15 ALU 或 经MSW/LSW写选择的EB总线 SFTL (Logical Shift，逻辑移位) SFTA (Arithmetic Shift ，算术移位) SFTC (condition Shift，条件移位) ROL (Rotate Left with Carry in 带进位位的循环左移) ROR (Rotate Right with Carry in带进位位的循环右移) ROLTC (Rotate Left with Tc in 带Tc位的循环右移) 5、移位有关指令 注：很多指令中均有移位操作 三、乘法器/加法器单元 1、乘法器输入： 2、乘法器输出： 3、加法器输出 XM和YM XM来源有：T、 A 、 DB ； YM来源有： A 、 PB、DB、CB。 XM和YM均可符号扩展(SXM)位控制。 当SXM=1时，16b数据符号扩展为17b数据。 当SXM=0时，16b数据在前面补0为为17b数据。