Олег Вальпа - Разработка устройств на основе цифровых сигнальных процессоров фирмы Analog Devices с использованием Visual DSP++

Рис. 17.1. Устройство обмена между шинами памяти программ PMD и памяти данных DMD

Как видно из рисунка, устройство состоит из нескольких буферов, мультиплексора и регистра PX. Регистр PX используется для временного хранения 8 разрядов данных. Он необходим для обеспечения корректной передачи данных между 16-разрядной шиной DMD и 24-разрядной шиной PMD. При этом старшие 16 разрядов 24-разрядной шины PMD передаются на 16 разрядов шины DMD непосредственно, а 8 младших разрядов записываются в регистр PX, а затем передаются на младшие 8 разрядов шины DMD.

Из структурной схемы устройства видно, что данные между шинами передаются двумя путями. Первый путь позволяет осуществлять прямую пересылку старших 16 разрядов данных между шинами через буферные регистры. Второй путь служит для пересылки младших 8 разрядов данных между шинами.

Рассмотрим механизм обмена данными с использованием регистра PX.

Когда данные считываются из памяти программ в любой регистр, происходит автоматическая загрузка регистра PX младшими 8 разрядами 24-разрядного слова. Например:

AX0 = PM(I7,M7);

При выполнении этой команды старшие 16 разрядов 24-разрядного слова памяти программы загружаются в регистр AX0, а младшие 8 разрядов автоматически загружаются в регистр PX.

При записи данных в память программ содержимое регистра PX автоматически считывается в младшие 8 разрядов памяти программ. Например:

PM(I7,M7) = AX0;

Здесь данные регистра AX0 записываются в старшие 16 разрядов 24-разрядного слова памяти программы, а 8 разрядов, хранящиеся в регистре PX от предыдущей команды, автоматически записываются в младшие 8 разрядов этого же слова. Таким образом, достигается автоматическая пересылка данных между 16- и 24-разрядными шинами.

Кроме того, существуют команды прямого доступа к регистру PX с шины памяти данных. При этом используются только младшие 8 разрядов шины данных, а старшие 8 разрядов данных отбрасываются или заполняются нулями. Например:

PX = AX0;

Эта команда передает в регистр PX 8 младших разрядов из регистра AX0 через шину данных. Восемь старших разрядов 16-разрядного слова при этом отбрасываются.

Следующая команда передает содержимое регистра PX в 8 младших разрядов регистра AX0. При этом старшие 8 разрядов регистра AX0 заполняются нулями.

AX0 = PX;

Каждый раз, когда содержимое какого-либо регистра записывается в память программ, из этого регистра передаются 16 старших разрядов, а содержимое регистра PX автоматически добавляется в качестве младших 8 разрядов данных. Если эти 8 младших разрядов регистра PX должны иметь определенное значение, они должны быть предварительно загружены в регистр PX соответствующей командой.

Ниже приведен модуль программы, предназначенной для пересылки 24-разрядных данных из одной области памяти программ в другую при помощи 16-разрядного регистра.

.MODULE copy_pdm;

{

Входные данные:

I4= адрес источника данных

L4 = длина буфера данных

I5= адрес приемника данных

Выходные данные:

Перемещенные данные

Изменяемые регистры:

AR, M4

}

.ENTRY COPY_PMDAT;

COPY_PMDAT:

M4=1;

CNTR = L4;

DO COPY_MEM UNTIL СЕ;

AR=PM(I4, M4);

PM(I5, M4)=AR;

COPY_MEM:

RTS;

.ENDMOD;

Обратите внимание, что в этой программе регистр PX не используется явным образом в командах, тем не менее, пересылка 24-разрядных данных через 16-разрядный регистр AR осуществляется корректно, благодаря автоматическому режиму работы устройства обмена данными с применением регистра PX.

В этой главе говорится о программном автомате сигнального процессора и выполняемых с его помощью командах.

Программный автомат управляет последовательностью выполнения программы. Он содержит контроллер прерываний и логическое устройство состояний. Программный автомат позволяет осуществлять последовательное выполнение команд, условные и безусловные переходы в программе, обработку прерываний и подпрограмм. Структурная схема этого устройства приведена на рис. 18.1.

Рис. 18.1. Программный автомат сигнального процессора

Основным блоком программного автомата является программный счетчик (PC-program counter). Он представляет собой 14- разрядный регистр, в котором постоянно содержится адрес текущей выполняемой команды. Это значение инкрементируется (увеличивается на 1) каждый раз при выполнении очередной последовательной команды.

Стек программного счетчика служит для временного хранения адреса очередной команды при переходе на обработку подпрограммы, цикловой операции или прерывания. Он позволяет хранить до шестнадцати 14-разрядных слов. Таким образом, уровень вложенности подпрограмм не должен превышать 16.

Контроллер прерываний формирует адрес подпрограммы обработчика прерывания. Он использует данные регистров статуса и влияет на выбор источника следующего адреса.

Блоки счетчика циклов, стека счетчика, компаратора циклов и стека циклов позволяют организовать цикловые операции в программе, не привлекая для этого другие регистры процессора.

Логика выбора формирует сигнал для выбора источника следующего адреса команды.

Ниже приводится полный список команд, выполняемых программным автоматом в соответствии с принятыми ранее условными сокращениями. Назначение команд приводится в тексте описания этих команд и комментариях для некоторых из команд.

Выполнять цикл до определенного условия:

DO [UNTIL term];

Условный (безусловный) переход:

[IF cond] JUMP |(I4) |;

|(I5) |

|(I6) |

|(I7) |

||

Вызов подпрограммы:

[IF cond] CALL |(I4) |;

|(I5) |

|(I6) |

|(I7) |

||

Переход (вызов подпрограммы) по состоянию вывода флага Flag In:

[IF] |FLAG_IN | |JUMP| ;

|IF NOT FLAG_IN | |CALL|

Изменение состояния вывода флагов:

[IF cond] |SET | |FLAG_OUT | [,...]; {установка флага}

|RESET | |FL0 | {сброс флага}

|TOGGLE | |FL1 | {инверсия флага}

|FL2 |

Возврат из подпрограммы:

[IF cond] RTS;

Возврат из подпрограммы прерывания:

[IF cond] RTI;

Ожидание прерываний:

IDLE;

Команда переводит процессор в режим пониженного потребления на некоторое неопределенное время. Для того, чтобы перевести процессор в этот режим на продолжительное время, необходимо после этой команды вставить команду перехода на IDLE, зациклив тем самым программу. Выход из этого режима произойдет по любому прерыванию процессора.