第1章DSP概述
1.2 DSP系统的特点
一、教学目标
1、掌握DSP系统的特点。
2、DSP系统的应用领域
3、DSP产品的现状
二、教学重点难点
重点：了解DSP系统的特点。
难点：掌握DSP系统的特点。
三、教学内容
1、DSP系统的主要特点
（1）普遍采用数据总线和程序总线分离的哈佛结构，允许取指令和执行指令进行全部重叠进行；可直接在程序和数据空间之间进行信息传送，减少访问冲突，从而获得高速运算能力。
（2）大多采用流水技术，即每条指令都由片内多个功能单元分别完成取指、译码、取数、执行等步骤，从而在不提高时钟频率的条件下减少了每条指令的执行时间。DSP通常有三级以上的流水线。
（3）在每个时钟周期执行多个操作。针对滤波、相关、矩阵运算等需要大量乘法累加运算的特点，DSP大都配有独立的乘法器和加法器，使得在同一周期内可以完成相乘、累加两个运算。有的DSP可以同时进行乘、加、减运算，大大加快了FFT的蝶形运算速度。
（4）片内有多种总线可以同时进行取指令和多个数据存取操作，并
且有辅助寄存器用于寻址，它们可以在当前访问前/后自动修改内容以指向下一个要访问的地址（自动变址），并且支持循环寻址和位反序寻址。
（5）具有软、硬件等待功能，能与各种存储器接口。
（6）许多DSP芯片带有DMA通道控制器，以及串行通信口等，配合片内多总线结构，数据块传送速度大大提高。
（7）具有功能强大的DSP指令，如乘法指令（MPY）、倍乘累加指令（MAC）等。
2、DSP系统的应用领域
（1）通用数字信号处理：数字滤波、卷积、相关、FFT、自适应滤波、波形发生等。
（2）通信领域：高速调制解调器、编/译码器、传真、程控交换机、卫星通信、IP电话等。
（3）语音处理：语音识别、合成、矢量编码、语音信箱等。
（4）自动控制：磁盘、光盘、发动机控制等。
（5）仪器仪表：测量数据谱分析、自动监测及分析、暂态分析等。（6）图形/图像处理：三维图像变换、模式识别、图像增强等。（7）医学电子：CT扫描、超声波、核磁共振等。
（8）军事与尖端科技：雷达和声纳信号处理、雷达成像、导弹制导等。
（9）计算机与工作站：计算机加速卡、图形加速卡。
（10）消费电子：数字电视、图形/声音压缩解压装置。
3、DSP产品的现状
定点DSP有200多种，浮点DSP有100多种。主要生产:TI 公司、AD公司、Lucent、Motorola和LSI Logic公司。
主导产品：TI 公司的TMS320C54xx(16bit 定点)、TMS320C55xx(16bit 定点)、TMS320C62xx(32bit 定点)、TMS320C67xx(16bit 浮点)
Motorola公司的DSP68000系列
Knowledge 问题 谁在DSP的汇编语言中加入了NOP指令？ NOP指令加入的条件是什么？ About DSP 1.DSP是实时数字信号处理的核心和标志。 2.DSP分为专用和通用两种类型。专用DSP一般采用定点数据结构（一般不支持小数）， 数据结构简单，处理速度快；通用DSP灵活性好，但是处理速度有所降低。 3.DSP采用取指、译码、执行三个阶段的流水线(Pipeline)技术，缩短了执行时间，提高了 运行速率。DSP具有8个Functional unit，如果并行处理的话，以600MHz的时钟计算，如果执行的指令是single cycle指令，则可以4800MIPS（指令每秒）。 4.DSP的8个functional Unit，具有独特的功能，对滤波、矩阵运算、FFT（傅里叶变换） 具有 哈弗结构 把指令空间与数据空间隔离的存储方式。 这样实现是为了实现指令的连续读取，而实现pipeline流水线结构。 传统哈弗结构：两个独立的存储空间，还使用独立总线。让取指与执行存储独立，加快执行速度。 改进型哈弗结构：指令与数据的存储空间还是独立的。但是使用公共的总线（地址总线与数据总线）。这样实现的原因是因为出现了CACHE，数据的存储动作大部分被内部的CACHE 总线承接了，所以总线冲突的情况会大大减少。同时让总线的结构与控制变得简单，CACHE 存储的速度也明显快于外设存储器。 冯诺依曼结构：是指令空间与数据空间共享的存放方式。它不能实现pipeline的执行过程。 Pipeline(流水线)技术 是把指令的取指-译码和指令的执行独立开来的技术。虽然每条指令的过程还是要经过取指-译码-执行三个阶段最少3个CPU Cycle。但是多个指令同时并行先后进行，保证总体的指
DSP汇编指令总结 一、寻址方式： 1、立即寻址： 短立即寻址（单指令字） 长立即数寻址（双指令字） 第一指令字 第二指令字 16位常数＝16384＝4000h 2、直接寻址 ARU 辅助寄存器更新代码，决定当前辅助寄存器是否和如何进行增或减。N规定是否改变ARP值，（N=0，不变）
4.3.1、算术逻辑指令（28条） 4.3.1.1、加法指令（4条）; 4.3.1.2、减法指令（5条）； 4.3.1.3、乘法指令（2条）； 4.3.1.4、乘加与乘减指令（6条）； 4.3.1.5、其它算数指令（3条）； 4.3.1.6、移位和循环移位指令（4条）； 4.3.1.7、逻辑运算指令（4条）； 4.3.2、寄存器操作指令（35条） 4.3.2.1、累加器操作指令（6条） 4.3.2.2、临时寄存器指令（5条） 4.3.2.3、乘积寄存器指令（6条） 4.3.2.4、辅助寄存器指令（5条） 4.3.2.5、状态寄存器指令（9条） 4.3.2.6、堆栈操作指令（4条） 4.3.3、存储器与I/O操作指令（8条）4.3.3.1、数据移动指令（4条） 4.3.3.2、程序存储器读写指令(2条) 4.3.3.3、I/O操作指令(2条) 4.3.4、程序控制指令（15条） 4.3.4.1、程序分支或调用指令(7条) 4.3.4.2、中断指令(3条) 4.3.4.3、返回指令(2条) 4.3.4.4、其它控制指令(3条)
4.3.1、算术逻辑指令（28条） 4.3.1.1、加法指令（4条）; ▲ADD ▲ADDC（带进位加法指令） ▲ADDS（抑制符号扩展加法指令） ▲ADDT（移位次数由TREG指定的加法指令） 4.3.1.2、减法指令（5条）； ★SUB（带移位的减法指令） ★SUBB（带借位的减法指令） ★SUBC（条件减法指令） ★SUBS（减法指令） ★SUBT（带移位的减法指令，TREG决定移位次数）4.3.1.3、乘法指令（2条）； ★MPY（带符号乘法指令） ★MPYU（无符号乘法指令） 4.3.1.4、乘加与乘减指令（6条）； ★MAC（累加前次积并乘）（字数2，周期3） ★MAC（累加前次积并乘） ★MPYA（累加－乘指令） ★MPYS（减－乘指令） ★SQRA（累加平方值指令） ★SQRS（累减并平方指令） 4.3.1.5、其它算数指令（3条）； ★ABS（累加器取绝对值指令） ★NEG（累加器取补码指令） ★NORM（累加器规格化指令） 返回 4.3.1.6、移位和循环移位指令（4条）； ▲ SFL（累加器内容左移指令） ▲ SFR（累加器内容右移指令） ▲ROL（累加器内容循环左移指令） ▲ROR（累加器内容循环右移指令） 返回 4.3.1.7、逻辑运算指令（4条）； ▲ AND（逻辑与指令） ▲ OR（逻辑或指令） ▲ XOR（逻辑异或指令） ▲ CMPL（累加器取反指令） 返回 4.3.2、寄存器操作指令（35条） 4.3.2.1、累加器操作指令（6条）
ABS Absolute value of Accumulator ADD add to accumulator ADDC add to accumulator with carry ADDT add to accumulator with shift specified by TREG AND and with accumulator CMPL complement accumulator LACC load accumulator with shift LACL load low accumulator and clear high accumulator LACT load accumulator with shift specified by TREG NEG negate accumulator NORM normalize contents of accumulator OR or with accumulator ROL/ROR rotate accumulator left/right SACH/SACL store high/low accumulator with shift SFL/SFR shift accumulator left/right SUB subtract from accumulator SBUC conditional subtract SUBS subtract from accumulator with sign extension suppressed SUBT subtract from accumulator with shift specified by TREG XOR exclusive or with accumulator ZALR zero low accumulator and load high accumulator with rounding ADRK add short limmediate value to AR BANZ branch on AR not zero CMPR compare AR with AR0 LAR load AR MAR modify AR STR store AR SBRK subtract short limmediate APAC add PREG to accumulator LPH load PREG LT load TREG LTA load TREG and ACC previous product LTD load TREG ACC previous product and move date LTS load TREG and subtract previous product MAC multiply and accumulate MACD multiply and accumulate wit data move MPY multiply MPY A multiply and accumulate previous product MPYS multiply and subtract previous product MPYS multiply unsign PAC load accumulator with PREG SPAC subtract PREG from accumulator SPH/SPL store high/low PREG SPM set PREG output shift mode
DSP28335汇编教程 当硬件执行指令时，寻找指令所指定的参与运算飞操作数的方式——寻址方式。根据程序的要求采用不同的寻址方式，可以有效地缩短程序的运行时间和提高代码执行效率。汇编指令是可执行指令，每一条指令对应一条机器码，用来控制处理器仲的执行部分进行各种操作。在本章节当中将主要以基于C28x的DSP芯片为例，为读者讲解DSP的寻址方式和汇编指令系统，其中大部分内容也可适用于其他Ti公司的DSP产品。 6.1汇编语言指令集概述 在学习C28x系列DSP的寻址方式和汇编指令指令之前，先来对一些基础的知识进行讲解一下先，在汇编程序当中开发人员会常常使用到许多的特殊符号和标志，它们都具有特殊的含义，在学习汇编之前读者们必须先理解这些符号和标志含义，在这里会对其中最常用最重要的操作数符号和寄存器经行详细说明。 在进行汇编讲解之前先来了解一下开发的核心——CPU。在TMS320C2000系列中，CPU 内核为： C20x/C24x／C240x：C2xLP： C27x/C28x：C27x、C28x 这些CPU的硬件结构有一定差别，指令集也不相同，但是，在C28x芯片中可以通过选择兼容特性模式，使C28xCPU与C27xCPU及C2xLPCPU具有最佳兼容性。可通过状寄存器STl的位OBJMODE和位AMODE的组合，选定模式。 C28x芯片具有3种操作模式： 1.C28x模式：在该模式中，用户可以使用C28x的所有有效特性、寻址方式和指令系统， 因此，一般应使C28x芯片工作于该种模式。 2.C27x目标——兼容模式：在复位时，C28x的CPU处于C27x目标-兼容模式。在该模式 下，目标码与C27xCPU完全兼容，且它的循环—计数也与C27xCPU兼容。 3.C2xLP源——兼容模式：该模式允许用户运行C2xLP的源代码，这些源代码是用C28x 代码生成工具编译生成的。 在下面的讲解当中会牵涉到模式的转换，希望读者要搞清楚每一个模式的对应关系。 本节假设条件为芯片工作于C28x模式（OBJMODE=1，AMODE=0）。复位后，通过执行指令C28OBJ或者SETC OBJMODE将ST1中的OBJMODE位置1，芯片即可工作于C28x模式。 6.1.1 DSP中的操作数 汇编语言离不开操作符和操作数，操作符可以认为就是CPU的指令或者编译器上的伪指令，操作数是指令执行过程中的参与者，也可以说操作数就是指令所控制的对象。 如表6-1,表6-2和表6-3对指令中常用到的一些操作数符号进行说明
汇编指令集 本节根据指令的功能来分，提供六张表来说明指令集的概况： 累加器、算数和逻辑指令（表2）； 辅助寄存器和数据页指针指令（表3）； TREG、PREG和乘法指令（表4）； 转移指令（表5）； 控制指令（表6）； I/O和存储器操作（表7）。 在每张表中，指令按字母顺序排列。执行每条指令所需要的周期数在表中给出，所有指令都假设从内部程序存储器和内部数据存储器中执行，指令的周期数适用于单指令执行，不适用于重复方式。编程时，用户必须对每条指令的寻址方式了解清楚，因此这里也在表中给出了每条指令的寻址方式。由于指令的操作码对用户编程没有多大指导意义，在这里就没有列出来。 为了参照起见，我们先定义这六张概述表的符号意义： ACC 累加器。 AR BITX CM 辅助寄存器。 4位数值，用于指定数据存储器数值中的哪一位将被BIT指令所测试。 2位数值，CMPR指令执行CM值所声明的比较： 若CM=00，测试当前AR=AR0否； 若CM=01，测试当前AR
216→ACC 1（ACC）＋k→ACC 1 shift （ACC）+lk×2→ACC 2 指令功能 （ACC）+（数据存储器地址）＋（C）→ ACC 寻址方式 直接/间接 直接/间接短立即数长立即数 指令说明 ACC取绝对值 移位时低位填0，若SXM＝1,高位用符号扩展；若SXM＝0，高位填0；结果存在ACC中，该指令使C=0。寻址短立即数时，加操作不受SXM的影响，且不能重复执行。 ADD ADDC 1 直接/间接该指令抑制符号扩展 该指令抑制符号扩展；无论SXM为何值，数据均作无符号16位数看待。当SXM=0和 直接/间接 移位次数等于0时，ADDS与ADD指令结果相同。 被寻址的数据寄存器单元的内容左移并加 直接/间接到ACC，移位次数由TREG的低4位确定， SXM位的值控制移位时是否作符号扩展。 使用直接/间接寻址，ACC的低位字与数据直接/间接存储器单元的值作与运算，结果存在ACC 的低字，ACC的高位字清0。使用立即数寻 址，长立即数可以左移，移位时，32位中长立即数未被长立即操作数填充的位均被清零。 长立即数累加器中的内容用其逻辑反取代指定的数据存储器单元的内容或16位常数直接/间接左移并加载到ACC，低位填0，若SXM＝ 1，高位用符号位扩展；若SXM＝0，则填直接/间接0。 长立即数 指定的数据存储器单元的内容或用0扩展
第六章 DSP的寻址方式和汇编指令 当硬件执行指令时，寻找指令所指定的参与运算飞操作数的方式——寻址方式。根据程序的要求采用不同的寻址方式，可以有效地缩短程序的运行时间和提高代码执行效率。汇编指令是可执行指令，每一条指令对应一条机器码，用来控制处理器仲的执行部分进行各种操作。在本章节当中将主要以基于C28x的DSP芯片为例，为读者讲解DSP的寻址方式和汇编指令系统，其中大部分内容也可适用于其他Ti公司的DSP产品。 6.1汇编语言指令集概述 在学习C28x系列DSP的寻址方式和汇编指令指令之前，先来对一些基础的知识进行讲解一下先，在汇编程序当中开发人员会常常使用到许多的特殊符号和标志，它们都具有特殊的含义，在学习汇编之前读者们必须先理解这些符号和标志含义，在这里会对其中最常用最重要的操作数符号和寄存器经行详细说明。 在进行汇编讲解之前先来了解一下开发的核心——CPU。在TMS320C2000系列中，CPU 内核为： C20x/C24x／C240x：C2xLP： C27x/C28x：C27x、C28x 这些CPU的硬件结构有一定差别，指令集也不相同，但是，在C28x芯片中可以通过选择兼容特性模式，使C28xCPU与C27xCPU及C2xLPCPU具有最佳兼容性。可通过状寄存器STl的位OBJMODE和位AMODE的组合，选定模式。 C28x芯片具有3种操作模式： 1.C28x模式：在该模式中，用户可以使用C28x的所有有效特性、寻址方式和指令系统， 因此，一般应使C28x芯片工作于该种模式。 2.C27x目标——兼容模式：在复位时，C28x的CPU处于C27x目标-兼容模式。在该模式 下，目标码与C27xCPU完全兼容，且它的循环—计数也与C27xCPU兼容。 3.C2xLP源——兼容模式：该模式允许用户运行C2xLP的源代码，这些源代码是用C28x 代码生成工具编译生成的。 在下面的讲解当中会牵涉到模式的转换，希望读者要搞清楚每一个模式的对应关系。 本节假设条件为芯片工作于C28x模式（OBJMODE=1，AMODE=0）。复位后，通过执行指令C28OBJ或者SETC OBJMODE将ST1中的OBJMODE位置1，芯片即可工作于C28x模式。 6.1.1 DSP中的操作数 汇编语言离不开操作符和操作数，操作符可以认为就是CPU的指令或者编译器上的伪指令，操作数是指令执行过程中的参与者，也可以说操作数就是指令所控制的对象。
DS Ｐ汇编指令总结 一、寻址方式: 1、立即寻址： 短立即寻址(单指令字） Ｄ1 D14 D1３ D12 D １D １ D9 D8 D7 Ｄ 6 D5 D4 D3 D ２ D1 D0 长立即数寻址(双指令字） 第一指令字 D １D14 D13 D12 D １D10 D9 D8 D7 Ｄ 6 Ｄ5 Ｄ4 D3 D2 D1 D0 第二指令字 D １D14 D １ D12 D11 D1 ０ D ９ D ８ D7 Ｄ 6 D ５ D4 Ｄ 3 Ｄ 2 D1 Ｄ 0 1６位常数＝1638４=40００h 2、直接寻址 ＡＲU 辅助寄存器更新代码，决定当前辅助寄存器是否和如何进行增或减。
N规定是否改变AＲP值，（N＝０，不变) 4.３.1、算术逻辑指令(28条） 4.３．1.１、加法指令(4条); 4.３.１．2、减法指令（5条); ４．3.1.3、乘法指令(2条); 4．3.1.４、乘加与乘减指令(6条）; 4.3.1．5、其它算数指令（3条）； 4.3.１.6、移位和循环移位指令(4条）；4.３.1.7、逻辑运算指令（４条); 4.３.２、寄存器操作指令(35条） 4.３.２.1、累加器操作指令(6条） ４.3.２．２、临时寄存器指令(５条) ４．3.2．3、乘积寄存器指令（6条) 4．3．２.4、辅助寄存器指令（5条） 4.３.２.5、状态寄存器指令(９条） 4.3.2.6、堆栈操作指令（4条） ４.3.3、存储器与Ｉ／O操作指令(8条) 4.3.３.１、数据移动指令( 4条) ４.3.３．2、程序存储器读写指令(2条) ４．３.3．3、I/O操作指令(2条) 4.3．4、程序控制指令（15条) 4.3.４.１、程序分支或调用指令（7条) 4.3.4.2、中断指令(3条) 4.３.4.3、返回指令(2条) 4.3．4．4、其它控制指令(3条)