第6章 TMS320C54x基本结构.ppt

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1、第六章第六章 TMS320C54x TMS320C54x 基本结构基本结构6.1TMS320C54x结构简介结构简介6.2内部总线结构内部总线结构6.3中央处理单元（中央处理单元（CPU）6.4存储器存储器6.5小结小结【重点难点重点难点】DSP DSP芯片的总线结构及其作用芯片的总线结构及其作用 DSPDSP芯片中央处理单元（芯片中央处理单元（CPUCPU）的组成）的组成 及各部分的功能及各部分的功能 DSPDSP芯片存储器结构和存储空间的组织芯片存储器结构和存储空间的组织 与分配与分配 C5416C5416的存储器映射寄存器的存储器映射寄存器TMS320C54x结构简介结构简介6.1 TM

2、S320C54x 6.1 TMS320C54x 结构简介结构简介 一、内部总线结构：一组程序总线（一组程序总线（PBPB）三组数据总线（三组数据总线（CBCB、DBDB和和EBEB）四组地址总线（四组地址总线（PABPAB、CABCAB、DABDAB、EABEAB）二、CPU组成部分：一个一个 40 40 位的算术逻辑单元（位的算术逻辑单元（ALU)ALU)乘法器加法器单元（乘法器加法器单元（MAC)MAC)两个两个4040位的累加器（位的累加器（A A和和B)B)桶形移位器桶形移位器 比较、选择和存储单元比较、选择和存储单元 指数编码器指数编码器 CPU CPU 状态和控制寄存器状态和控制寄

3、存器TMS320C54x结构简介结构简介6.2 6.2 总线结构总线结构 总线结构总线结构 1 1条程序总线（条程序总线（PBPB）：用于从程序存储区提取指令和常）：用于从程序存储区提取指令和常 数，其中存放在程序存储区的常数数，其中存放在程序存储区的常数 叫做立即数操作数。叫做立即数操作数。3 3条数据总线（条数据总线（CBCB、DBDB和和EBEB）：连接各个组成部分）：连接各个组成部分 CBCB和和DBDB传送从数据存储器读出的操作数；传送从数据存储器读出的操作数；EBEB总线传送要写入到存储器中的数据；总线传送要写入到存储器中的数据；4 4条地址总线（条地址总线（PABPAB、CABC

4、AB、DABDAB和和EABEAB）：传送执行指令所）：传送执行指令所 用的地址。用的地址。表表6-1 6-1 各种读各种读/写方式用到的总线写方式用到的总线读读读读/写方式写方式写方式写方式地址地址地址地址总线总线总线总线程序程序程序程序总线总线总线总线数据数据数据数据总线总线总线总线PABCABDABEABPBCBDBEB程序程序程序程序读读读读 程序写程序写程序写程序写 单单单单数据数据数据数据读读读读 双数据双数据双数据双数据读读读读 长长长长数据数据数据数据(32(32位位位位)读读读读 hwhw lwlw hwhw lwlw单单单单数据写数据写数据写数据写 数据数据数据数据读读读读

5、/写写写写 双数据双数据双数据双数据读读读读/系数系数系数系数读读读读 外外外外设读设读设读设读 外外外外设设设设写写写写 总线结构总线结构6.3 6.3 中央处理单元（中央处理单元（CPUCPU）中央处理单元（中央处理单元（CPU）6.3.1 6.3.1 6.3.1 6.3.1 算术逻辑单元（算术逻辑单元（算术逻辑单元（算术逻辑单元（ALUALUALUALU）1 1、ALU ALU 的输入的输入 ALUALU的的X X输入源输入源 1 1）桶形移位寄存器的输出。）桶形移位寄存器的输出。2 2）来自数据总线）来自数据总线DBDB的数据存储器操作数。的数据存储器操作数。ALUALU的的Y Y输入

6、源输入源 1 1）累加器）累加器A A 中的数据。中的数据。2 2）累加器）累加器B B 中的数据。中的数据。3 3）来自数据总线）来自数据总线CBCB的数据存储器操作数。的数据存储器操作数。4 4）T T 寄存器中的数据寄存器中的数据2 2、ALU ALU 的输出的输出 ALU ALU 的输出为的输出为4040位，被送往累加器位，被送往累加器 A A 或或 B B。3 3、溢出处理、溢出处理 若若OVM=0OVM=0，则对，则对ALUALU的运算结果不作任何调整，的运算结果不作任何调整，直接送入累加器；直接送入累加器；若若OVM=1OVM=1，则对，则对ALUALU的运行结果进行调整。的运行

7、结果进行调整。当正向溢出时，将当正向溢出时，将3232位最大正数位最大正数00 7FFFFFFFH00 7FFFFFFFH装入累加器；装入累加器；当负向溢出时，将当负向溢出时，将3232位最小负数位最小负数FF 80000000HFF 80000000H装入累加器。装入累加器。溢出发生后，状态寄存器溢出发生后，状态寄存器ST0ST0中与目标累加器相关的溢出中与目标累加器相关的溢出 标志位（标志位（OVA OVA 或或 OVBOVB）置）置1 1，直到复位或执行溢出条件指令。，直到复位或执行溢出条件指令。中央处理单元（中央处理单元（CPU）饱和算法：饱和算法：当发生计算结果大于可表示的最大值或者

8、当发生计算结果大于可表示的最大值或者 小于可表示的最小值的时候，结果为这个小于可表示的最小值的时候，结果为这个 最大值或者最小值。最大值或者最小值。非饱和算法：如果结果溢出则直接去掉溢出位，剩下非饱和算法：如果结果溢出则直接去掉溢出位，剩下 的就是结果。的就是结果。中央处理单元（中央处理单元（CPU）4 4、进位位、进位位 进位位进位位C C的功能：的功能：用来指明是否有进位发生；用来指明是否有进位发生；用来支持扩展精度的算术运算；用来支持扩展精度的算术运算；可作为分支、调用、返回和条件操作的执行条件。可作为分支、调用、返回和条件操作的执行条件。注意：注意：进位位进位位C C不受装载累加器操作

9、、逻辑操作、非算术运算不受装载累加器操作、逻辑操作、非算术运算 和控制指令的影响；和控制指令的影响；进位位的值通常可以用用指令（进位位的值通常可以用用指令（RSBXRSBX置置0 0和和SSBXSSBX置置1 1）直）直 接进行设置；接进行设置；硬件复位时，进位位置硬件复位时，进位位置1 1。中央处理单元（中央处理单元（CPU）5 5、双、双1616位算术运算位算术运算 在单个周期内进行两次在单个周期内进行两次1616位加法或两次位加法或两次1616位减法运算。位减法运算。6 6、其他控制位、其他控制位 TCTC测试测试/控制标志，位于控制标志，位于ST0ST0的的1212位；位；ZA/ZBZ

10、A/ZB累加器结果为累加器结果为0 0标志位。标志位。中央处理单元（中央处理单元（CPU）中央处理单元（中央处理单元（CPU）6.3.2 6.3.2 6.3.2 6.3.2 累加器累加器累加器累加器(A/B(A/B(A/B(A/B）39323116150累加器累加器AAGAHAL保护位保护位3932高阶位高阶位3116低阶位低阶位150累加器累加器BBGBHBL保护位保护位高阶位高阶位低阶位低阶位BGBGAGAG保保保保护护护护位位位位：AGAG、BGBG 39323932，作作作作为为为为算算算算术术术术计计计计算算算算时时时时的的的的数数数数据据据据位位位位余余余余量量量量，以防止迭代运算

11、中的溢出以防止迭代运算中的溢出以防止迭代运算中的溢出以防止迭代运算中的溢出。BGBGAGAGBHBHAHAH高阶位：高阶位：高阶位：高阶位：AHAH、BH3116BH3116；BHBHAHAHBLBLALAL低阶位：低阶位：低阶位：低阶位：ALAL、BL150BL150。BLBLALAL累加器累加器累加器累加器A A A A和累加器和累加器和累加器和累加器B B B B的唯一的唯一的唯一的唯一差异差异差异差异在于累加器在于累加器在于累加器在于累加器A A A A的（的（的（的（1616161631313131）位可以用作乘累加单元的一个输入。位可以用作乘累加单元的一个输入。位可以用作乘累加单元

12、的一个输入。位可以用作乘累加单元的一个输入。1 1、保存累加器的内容、保存累加器的内容 使用使用STHSTH、SACCDSACCD和并行存储指令存储累加器内容和并行存储指令存储累加器内容:先将累加器内容移位，再将高先将累加器内容移位，再将高1616位存入存储器。位存入存储器。右移存储：右移存储：AG(BG)AG(BG)右移右移AH(BH)AH(BH)，AH(BH)AH(BH)存入存储器；存入存储器；左移存储：左移存储：AL(BL)AL(BL)左移左移AH(BH)AH(BH)，AH(BH)AH(BH)存入存储器。存入存储器。使用使用STLSTL指令存储累加器内容指令存储累加器内容:先将累加器内容

13、移位，再将低先将累加器内容移位，再将低1616位存入存储器。位存入存储器。右移存储右移存储,AH(BH),AH(BH)右移右移AL(BL),AL(BL)AL(BL),AL(BL)存入存储器；存入存储器；左移存储左移存储,AL(BL),AL(BL)左移左移AH(BH),AH(BH),低位补低位补0,AL(BL)0,AL(BL)存入存储器。存入存储器。注意：注意：移位操作是在存储累加器内容的过程中同时完成的；移位操作是在存储累加器内容的过程中同时完成的；移位操作是在移位寄存器中完成的，累加器的内容移位操作是在移位寄存器中完成的，累加器的内容 保持不变。保持不变。中央处理单元（中央处理单元（CPU）

14、中央处理单元（中央处理单元（CPU）例例6-16-1：假设累加器：假设累加器A AFF 4321 1234hFF 4321 1234h，执行带移位，执行带移位 的的STHSTH和和STLSTL指令操作后，求数据存储单元指令操作后，求数据存储单元TEMPTEMP 和累加器和累加器A A中的结果。中的结果。STH ASTH A，8 8，TEMP TEMP STH A STH A，-8-8，TEMPTEMP STL A STL A，8 8，TEMP TEMP STL A STL A，-8-8，TEMP TEMP ；TEMPTEMP2112h2112h ；TEMPTEMPFF43hFF43h ；TEM

15、PTEMP3400h3400h ；TEMPTEMP2112h2112hA AFF 4321 1234hFF 4321 1234h中央处理单元（中央处理单元（CPU）例例6-26-2：累加器：累加器A=FF01234567H，执行带移位的执行带移位的STH和和STL指令后，求暂存器指令后，求暂存器T和和A的内容。的内容。STH ASTH ASTH ASTH A，8 8 8 8，T T T T ;A A A A的内容左移的内容左移的内容左移的内容左移8 8 8 8位，位，位，位，AHAHAHAH存入存入存入存入T T T T F F 0 1 2 3 4 5 6 7 F F 0 1 2 3 4 5

16、6 7A A A AAG AH ALAG AH ALAG AH ALAG AH AL 移位移位移位移位寄存器寄存器寄存器寄存器 T T T T F F 0 1 2 3 4 5 6 7 F F 0 1 2 3 4 5 6 70 10 12 3 2 3 4 5 4 5 6 7 6 7 0 0 0 0 2 3 4 52 3 4 5 T=2345HT=2345HT=2345HT=2345H，A A A A=FFFFFFFF 0123012301230123 4567H4567H4567H4567H STH ASTH ASTH ASTH A，-8-8-8-8，T T T T ;A A A A的内容右移的

17、内容右移的内容右移的内容右移8 8 8 8位，位，位，位，AHAHAHAH存入存入存入存入T T T T F F 0 1 2 3 4 5 6 7 F F 0 1 2 3 4 5 6 74 5 4 5 2 3 2 3 0 1 0 1 F F F F F FF FF F 0 1F F 0 1T=FF01HT=FF01HT=FF01HT=FF01H，A A A A=FFFFFFFF 0123012301230123 4567H4567H4567H4567H STL ASTL ASTL ASTL A，8 8 8 8，T T T T ;A A A A的内容左移的内容左移的内容左移的内容左移8 8 8 8

18、位，位，位，位，ALALALAL存入存入存入存入T T T T F F 0 1 2 3 4 5 6 7 F F 0 1 2 3 4 5 6 70 10 12 32 3 4 54 5 6 76 7 0 00 0 6 7 0 06 7 0 0T=6700HT=6700HT=6700HT=6700H，A A A A=FFFFFFFF 0123012301230123 4567H4567H4567H4567H STL ASTL ASTL ASTL A，-8-8-8-8，T T T T ;A A A A的内容右移的内容右移的内容右移的内容右移8 8 8 8位，位，位，位，ALALALAL存入存入存入存入

19、T T T T F F 0 1 2 3 4 5 6 7 F F 0 1 2 3 4 5 6 74 5 4 5 2 3 2 3 0 1 0 1 F F F F F FF F2 3 4 52 3 4 5T=2345HT=2345HT=2345HT=2345H，A A A A=FFFFFFFF 0123012301230123 4567H4567H4567H4567H中央处理单元（中央处理单元（CPU）2 2、累加器移位和循环移位、累加器移位和循环移位 累加器移位或循环移位的指令共有累加器移位或循环移位的指令共有6 6条：条：SFTA SFTA 算术移位。算术移位。SFTL SFTL 逻辑移位。逻辑

20、移位。SFTC SFTC 条件移位。条件移位。ROL ROL 累加器循环左移。累加器循环左移。ROR ROR 累加器循环右移。累加器循环右移。ROLTC ROLTC 累加器带累加器带TCTC位循环左移。位循环左移。3 3、专用指令、专用指令 FIRSFIRS指令指令 LMSLMS指令指令 SQDSTSQDST指令指令 6.3.3 6.3.3 6.3.3 6.3.3 桶形移位寄存器桶形移位寄存器桶形移位寄存器桶形移位寄存器中央处理单元（中央处理单元（CPU）1 1、数的定标、数的定标 2 2、数的转换、数的转换 中央处理单元（中央处理单元（CPU）1 1）浮点数与定点数之间的转换）浮点数与定点数

21、之间的转换浮点数（浮点数（x x）转换为定点数（）转换为定点数（x xq q）：）：（6.3.16.3.1）定点数（定点数（x xq q）转换为浮点数（）转换为浮点数（x x）：）：（6.3.26.3.2）浮点数（浮点数（x x）转换为定点数（）转换为定点数（x xq q）：）：（6.3.36.3.3）2 2）定点二进制数转换为浮点十进制数）定点二进制数转换为浮点十进制数 （1 1）先求整型数，然后利用式（）先求整型数，然后利用式（6.3.26.3.2）进行计算）进行计算 （2 2）根据）根据Q Q值，确定小数点位置，然后进行计算值，确定小数点位置，然后进行计算中央处理单元（中央处理单元（CP

22、U）1 1）组成框图）组成框图MUXMUX符号控制符号控制符号控制符号控制SCSC桶形移位器桶形移位器桶形移位器桶形移位器(-1631)(-1631)写选择写选择写选择写选择MSW/LSWMSW/LSWDB15DB0DB15DB0CB15CB0CB15CB0EB15EB0EB15EB0测试位测试位测试位测试位TcTcALUALUCSSUCSSUSXMSXMA AB BT TASM(40)ASM(40)指令寄存器指令寄存器指令寄存器指令寄存器立即数立即数立即数立即数-1615-1615015015 多路选择器多路选择器多路选择器多路选择器MUXMUXMUXMUXMUXMUXMUXMUXMUXMU

23、X 符号控制符号控制符号控制符号控制SCSCSCSC符号控制符号控制符号控制符号控制SCSC符号控制符号控制符号控制符号控制SCSC 桶形桶形桶形桶形移位器移位器移位器移位器桶形移位器桶形移位器桶形移位器桶形移位器(-1631)(-1631)桶形移位器桶形移位器桶形移位器桶形移位器(-1631)(-1631)桶形移位器桶形移位器桶形移位器桶形移位器(-1631)(-1631)桶形移位器桶形移位器桶形移位器桶形移位器(-1631)(-1631)写选择电路写选择电路写选择电路写选择电路 写选择写选择写选择写选择MSW/LSWMSW/LSW写选择写选择写选择写选择MSW/LSWMSW/LSW写选择写

24、选择写选择写选择MSW/LSWMSW/LSW 多路选择器多路选择器多路选择器多路选择器MUXMUXMUXMUX 用来选择输入数据。用来选择输入数据。用来选择输入数据。用来选择输入数据。符号控制符号控制符号控制符号控制SCSCSCSC 用于对输入数据进用于对输入数据进用于对输入数据进用于对输入数据进行符号位扩展。行符号位扩展。行符号位扩展。行符号位扩展。桶形桶形桶形桶形移位器移位器移位器移位器 用来对输入的数据用来对输入的数据用来对输入的数据用来对输入的数据进行定标和移位。进行定标和移位。进行定标和移位。进行定标和移位。写选择电路写选择电路写选择电路写选择电路 用来选择最高有效用来选择最高有效用

25、来选择最高有效用来选择最高有效字和最低有效字。字和最低有效字。字和最低有效字。字和最低有效字。3 3、桶形移位寄存器、桶形移位寄存器中央处理单元（中央处理单元（CPU）2 2）桶形移位寄存器的输入）桶形移位寄存器的输入 通过多路选择器通过多路选择器通过多路选择器通过多路选择器MUXMUX来选择输入信号。来选择输入信号。来选择输入信号。来选择输入信号。取自取自取自取自DBDB数据数据数据数据总线总线总线总线的的的的16161616位位位位 输入数据；输入数据；输入数据；输入数据；取自取自取自取自DBDB和和和和CBCB扩扩扩扩展数据展数据展数据展数据总总总总 线线线线的的的的32323232位输

26、入数据；位输入数据；位输入数据；位输入数据；来自累加器来自累加器来自累加器来自累加器A A或或或或B B的的的的40404040位位位位 输入数据。输入数据。输入数据。输入数据。3 3）桶形移位寄存器的输出）桶形移位寄存器的输出 输出至输出至输出至输出至ALUALU的一个输入端的一个输入端的一个输入端的一个输入端；经经经经写写写写MSW/LSWMSW/LSW选择电选择电选择电选择电路路路路 输输输输出至出至出至出至EBEB总线总线总线总线。MUXMUX符号控制符号控制符号控制符号控制SCSC桶形移位器桶形移位器桶形移位器桶形移位器(-1631)(-1631)写选择写选择写选择写选择MSW/LS

27、WMSW/LSWDB15DB0DB15DB0CB15CB0CB15CB0EB15EB0EB15EB0测试位测试位测试位测试位TcTcALUALUCSSUCSSUSXMSXMA AB BT TASM(40)ASM(40)指令寄存器指令寄存器指令寄存器指令寄存器立即数立即数立即数立即数-1615-1615015015DB15DB0DB15DB0DB15DB0DB15DB0DB15DB0DB15DB0DB15DB0DB15DB0CB15CB0CB15CB0DB15DB0DB15DB0CB15CB0CB15CB0DB15DB0DB15DB0CB15CB0CB15CB0A A A A A AB B B

28、B B BALUALUALUALUALUALUEB15EB0EB15EB0EB15EB0EB15EB0EB15EB0EB15EB0中央处理单元（中央处理单元（CPU）4 4）桶形移位寄存器的功能）桶形移位寄存器的功能 在在ALUALU运算前，对来自数据存储器的操作数或者运算前，对来自数据存储器的操作数或者 累加器的值进行定标。累加器的值进行定标。对累加器中的值进行算术或逻辑移位。对累加器中的值进行算术或逻辑移位。对累加器中的值进行归一化处理。对累加器中的值进行归一化处理。在累加器中的值存储到数据存储器之前进行定标。在累加器中的值存储到数据存储器之前进行定标。5 5）桶形移位寄存器的操作）桶形移

29、位寄存器的操作(1)(1)控制操作数的符号位扩展控制操作数的符号位扩展 若操作数为有符号数，则若操作数为有符号数，则 当当SXM=1SXM=1时，完成符号位扩展；时，完成符号位扩展；当当SXM=0SXM=0时，禁止符号位扩展。时，禁止符号位扩展。若操作数为无符号数，不执行符号位的扩展。若操作数为无符号数，不执行符号位的扩展。中央处理单元（中央处理单元（CPU）(2)(2)控制操作数的移位控制操作数的移位移位数都用移位数都用2 2的补码表示，正值表示左移，负值表示右移。的补码表示，正值表示左移，负值表示右移。移位数的形式：移位数的形式：5 5位立即数，取值范围：位立即数，取值范围：-16-161

30、515；ST1ST1中的中的ASMASM位，取值范围：位，取值范围：-16-161515；暂存器暂存器T T中的低中的低6 6位数值，取值范围：位数值，取值范围：-16-163131。例如：例如：ADD AADD A，-4-4，B ;B ;累加器累加器A A右移右移4 4位后加到累加器位后加到累加器B B ADD A ADD A，ASMASM，B ;B ;累加器累加器A A中的值移位后与累加器中的值移位后与累加器B B ;的值相加，结果放在累加器的值相加，结果放在累加器B B NORM A ;NORM A ;按按T T寄存器中的数值对累加器寄存器中的数值对累加器A A归一化归一化中央处理单元（

31、中央处理单元（CPU）6.3.4 6.3.4 6.3.4 6.3.4 乘法器乘法器乘法器乘法器/加法器单元加法器单元加法器单元加法器单元1 1、乘法器、乘法器 1 1）三种乘法运算）三种乘法运算 如果是两个有符号数相乘，则如果是两个有符号数相乘，则1616位的乘数与被乘数位的乘数与被乘数 先进行符号扩展，在最高位前添加先进行符号扩展，在最高位前添加l l个符号位（其值个符号位（其值 由最高位决定），扩展为由最高位决定），扩展为1717位有符号数后再相乘；位有符号数后再相乘；如果是无符号数乘以无符号数，则在两个操作数的如果是无符号数乘以无符号数，则在两个操作数的 最高位前面添加最高位前面添加“0

32、”0”，扩展为，扩展为1717位的操作数再相乘；位的操作数再相乘；如果是有符号数与无符号数相乘，有符号数在最高位如果是有符号数与无符号数相乘，有符号数在最高位 前添加前添加1 1个符号位（其值由最高位决定），无符号数个符号位（其值由最高位决定），无符号数 在最高位前面添加在最高位前面添加“0”0”，然后两个操作数相乘。，然后两个操作数相乘。中央处理单元（中央处理单元（CPU）2 2）乘法器的输入）乘法器的输入 XMXM输入：输入：取自数据总线取自数据总线DBDB的数据存储器操作数；的数据存储器操作数；来自暂存器来自暂存器T T的操作数；的操作数；来自累加器来自累加器A A的的32321616位

33、操作数。位操作数。YMYM输入：输入：来自数据总线来自数据总线DBDB的数据存储器操作数；的数据存储器操作数；来自数据总线来自数据总线CBCB的数据存储器操作数；的数据存储器操作数；来自程序总线来自程序总线PBPB的程序存储器操作数；的程序存储器操作数；来自累加器来自累加器A A的的32321616位操作数。位操作数。3 3）乘法器的输出）乘法器的输出 乘法器的输出经小数控制电路接至加法器的乘法器的输出经小数控制电路接至加法器的XAXA输入端。输入端。中央处理单元（中央处理单元（CPU）2 2、加法器、加法器 1 1）加法器的输入加法器的输入 XAXA输入：来自乘法器的输出。输入：来自乘法器的

34、输出。YAYA输入：输入：来自累加器来自累加器A A的操作数；的操作数；来自累加器来自累加器B B的操作数。的操作数。2 2）加法器的输出加法器的输出:将运算结果送入累加器将运算结果送入累加器A A或或B B。舍入算法：将目标累加器中的内容加上舍入算法：将目标累加器中的内容加上215215，然后将，然后将 累加器的低累加器的低1616位清零。位清零。中央处理单元（中央处理单元（CPU）1 1、CSSUCSSU单元主要功能：单元主要功能：主要完成累加器的高阶位与低阶位之间最大值的比较，主要完成累加器的高阶位与低阶位之间最大值的比较，即选择累加器中较大的字，并存储在数据存储器中。即选择累加器中较大

35、的字，并存储在数据存储器中。2 2、工作过程：、工作过程：比较电路比较电路COMPCOMP将累加器将累加器A A或或B B的高阶位与低阶位进行比较；的高阶位与低阶位进行比较；比较结果分别送入状态转移寄存器比较结果分别送入状态转移寄存器TRNTRN和状态寄存器和状态寄存器ST0ST0 的状态位的状态位TCTC中，记录比较结果以便程序调试；中，记录比较结果以便程序调试；比较结果输出至写选择电路，选择较大的数据；比较结果输出至写选择电路，选择较大的数据；将选择的数据通过总线将选择的数据通过总线EBEB存入指定的存储单元。存入指定的存储单元。6.3.5 6.3.5 6.3.5 6.3.5 比较、选择和

36、存储单元比较、选择和存储单元比较、选择和存储单元比较、选择和存储单元 中央处理单元（中央处理单元（CPU）例：例：CMPSCMPS指令可以对累加器的高阶位和低阶位进行比较，指令可以对累加器的高阶位和低阶位进行比较，并选择较大的数存放在指令所指定的存储单元中。并选择较大的数存放在指令所指定的存储单元中。指令格式：指令格式：CMPS ACMPS A，*AR1 AR1 功能：对累加器功能：对累加器A A的高的高1616位字（位字（AHAH）和低和低1616位字（位字（ALAL）进行比较，进行比较，若若AHALAHAL，则则AH*AR1AH*AR1，TRNTRN左移左移1 1位，位，0TRN(0)0T

37、RN(0)，0TC0TC；若若AHALAHAL，则则AL*AR1AL*AR1，TRNTRN左移左移1 1位，位，1TRN(0)1TRN(0)，1TC1TC。中央处理单元（中央处理单元（CPU）6.3.6 6.3.6 6.3.6 6.3.6 指数编码器指数编码器指数编码器指数编码器指数编码器是指数编码器是CPUCPU的一个专用硬件，用于实现定点数到的一个专用硬件，用于实现定点数到浮点数的转换时，求累加器中数据的指数值。浮点数的转换时，求累加器中数据的指数值。功能：功能：求累加器中数据的指数值，并以二进制补码的形式求累加器中数据的指数值，并以二进制补码的形式 （-8-83131）存放到）存放到T

38、T寄存器中寄存器中 指数值指数值=冗余符号位数冗余符号位数-8 -8 中央处理单元（中央处理单元（CPU）6.3.7 CPU6.3.7 CPU6.3.7 CPU6.3.7 CPU状态和控制寄存器状态和控制寄存器状态和控制寄存器状态和控制寄存器 CPUCPU状态和控制寄存器：状态和控制寄存器：状态寄存器状态寄存器0 0（ST0ST0）状态寄存器状态寄存器1 1（ST1ST1）工作方式状态寄存器（工作方式状态寄存器（PMSTPMST）主要功能：主要功能：ST0ST0和和ST1ST1主要包含各种工作条件和工作方式的状态；主要包含各种工作条件和工作方式的状态；PMSTPMST包含存储器的设置状态和其他

39、控制信息。包含存储器的设置状态和其他控制信息。操作：操作：将它们快速地存放到数据存储器；将它们快速地存放到数据存储器；由数据存储器对它们进行加载；由数据存储器对它们进行加载；用子程序或中断服务程序保存和恢复处理器的状态。用子程序或中断服务程序保存和恢复处理器的状态。中央处理单元（中央处理单元（CPU）1 1、状态寄存器、状态寄存器0 0（ST0ST0）ST0ST0的的的的结结结结构：构：构：构：1513121110980ST0：ARPTCCOVAOVBDPARPARPARPARP：辅辅辅辅助寄存器指助寄存器指助寄存器指助寄存器指针针针针。用来选择使用单操作数间接寻址时的用来选择使用单操作数间接

40、寻址时的用来选择使用单操作数间接寻址时的用来选择使用单操作数间接寻址时的辅助寄存器辅助寄存器辅助寄存器辅助寄存器AR0AR7AR0AR7。ARPARPTCTCTCTC：测试测试测试测试/控制控制控制控制标标标标志志志志。用来保存用来保存用来保存用来保存ALUALU测试操作的结果。测试操作的结果。测试操作的结果。测试操作的结果。TCTCC CC C：进进进进位位位位标标标标志位志位志位志位。用来保存用来保存用来保存用来保存ALUALU加减运算时所产生的进加减运算时所产生的进加减运算时所产生的进加减运算时所产生的进/借位。借位。借位。借位。C COVBOVBOVAOVAOVA/BOVA/B：累加器

41、累加器累加器累加器A/BA/B的溢出的溢出的溢出的溢出标标标标志。志。志。志。用来反映用来反映用来反映用来反映A/BA/B是否产生溢出。是否产生溢出。是否产生溢出。是否产生溢出。OVBOVBOVAOVADPDPDPDP：数据存数据存数据存数据存储储储储器器器器页页页页指指指指针针针针。用来与指令中提供的用来与指令中提供的用来与指令中提供的用来与指令中提供的7 7位地址结合形成位地址结合形成位地址结合形成位地址结合形成1 1个个个个 1616位数据存储器的地址。位数据存储器的地址。位数据存储器的地址。位数据存储器的地址。DPDP主要反映处理器的寻址要求和计算机的运行状态。主要反映处理器的寻址要求

42、和计算机的运行状态。中央处理单元（中央处理单元（CPU）2 2、状态寄存器、状态寄存器1(ST1)1(ST1)主要反映处理器的寻址要求、计算初始状态的设置、主要反映处理器的寻址要求、计算初始状态的设置、I/OI/O及中断的控制等。及中断的控制等。1514131211109876540BRAFCPLXFHMINTM0OVMSXMC16FRCTCMPTASMBRAFCPLXFHMINTM0OVM SXM C16 FRCT CMPT ASMBRAFBRAF：块块块块重复操作重复操作重复操作重复操作标标标标志位。志位。志位。志位。用来指示当前是否在用来指示当前是否在用来指示当前是否在用来指示当前是否在

43、执执执执行行行行块块块块重复操作。重复操作。重复操作。重复操作。BRAF=0BRAF=0 表示当前不表示当前不表示当前不表示当前不进进进进行重复行重复行重复行重复块块块块操作；操作；操作；操作；BRAF=1BRAF=1 表示当前正在表示当前正在表示当前正在表示当前正在进进进进行行行行块块块块重复操作。重复操作。重复操作。重复操作。CPLCPL：直接寻址编辑方式标志位；直接寻址编辑方式标志位；直接寻址编辑方式标志位；直接寻址编辑方式标志位；用来指示直接寻址选用何种指针。用来指示直接寻址选用何种指针。用来指示直接寻址选用何种指针。用来指示直接寻址选用何种指针。CPL=0CPL=0 选用数据页指针选

44、用数据页指针选用数据页指针选用数据页指针DPDP的直接寻址；的直接寻址；的直接寻址；的直接寻址；CPL=1CPL=1 选用堆栈指针选用堆栈指针选用堆栈指针选用堆栈指针SPSP的直接寻址。的直接寻址。的直接寻址。的直接寻址。XFXF：外部外部外部外部XFXF引脚状态控制位。引脚状态控制位。引脚状态控制位。引脚状态控制位。用来控制用来控制用来控制用来控制XFXF通用外部输出引脚的状态。通用外部输出引脚的状态。通用外部输出引脚的状态。通用外部输出引脚的状态。执行执行执行执行SSBXSSBX XF=1XF=1 XFXF通用输出引脚为通用输出引脚为通用输出引脚为通用输出引脚为1 1 1 1；执行执行执行

45、执行RSBXRSBX XF=0XF=0 XFXF通用输出引脚为通用输出引脚为通用输出引脚为通用输出引脚为0 0 0 0。HMHM：保持方式位；保持方式位；保持方式位；保持方式位；响响响响应应应应HOLDHOLD信号信号信号信号时时时时，指示，指示，指示，指示 CPUCPU是否是否是否是否继续执继续执继续执继续执行内部操作。行内部操作。行内部操作。行内部操作。HM=0HM=0 CPUCPU从内部程序存从内部程序存从内部程序存从内部程序存储储储储器取指，器取指，器取指，器取指，继续执继续执继续执继续执行内部操作。行内部操作。行内部操作。行内部操作。HM=1HM=1 CPUCPU停止内部操作。停止内

46、部操作。停止内部操作。停止内部操作。INTMINTM：中断方式控制位；中断方式控制位；中断方式控制位；中断方式控制位；用于屏蔽或用于屏蔽或用于屏蔽或用于屏蔽或开放所有可屏蔽开放所有可屏蔽开放所有可屏蔽开放所有可屏蔽中断。中断。中断。中断。INTN=0INTN=0 开放全部可屏蔽中断；开放全部可屏蔽中断；开放全部可屏蔽中断；开放全部可屏蔽中断；INTN=1INTN=1 禁止所有可屏蔽中断。禁止所有可屏蔽中断。禁止所有可屏蔽中断。禁止所有可屏蔽中断。0 0：保留位，未被使用，保留位，未被使用，保留位，未被使用，保留位，未被使用，总总总总是是是是读为读为读为读为0 0。OVMOVM：溢出方式控制位；

47、溢出方式控制位；溢出方式控制位；溢出方式控制位；用来确定累加器溢出用来确定累加器溢出用来确定累加器溢出用来确定累加器溢出时时时时，对对对对累加器的加累加器的加累加器的加累加器的加载载载载方式。方式。方式。方式。OVM=0OVM=0 将运算的溢出将运算的溢出将运算的溢出将运算的溢出结结结结果直接加果直接加果直接加果直接加载载载载到累加器中；到累加器中；到累加器中；到累加器中；OVM=1OVM=1 当正溢出当正溢出当正溢出当正溢出时时时时，将，将，将，将007FFFFFFFH007FFFFFFFH加加加加载载载载累加器；累加器；累加器；累加器；当当当当负负负负溢出溢出溢出溢出时时时时，将，将，将，

48、将FF80000000HFF80000000H加加加加载载载载累加器。累加器。累加器。累加器。SXMSXM：符号位符号位符号位符号位扩扩扩扩展方式控制位；展方式控制位；展方式控制位；展方式控制位；用来确定数据用来确定数据用来确定数据用来确定数据 在在在在运算之前是否需要符号位运算之前是否需要符号位运算之前是否需要符号位运算之前是否需要符号位扩扩扩扩展。展。展。展。SXM=0SXM=0 数据数据数据数据进进进进入入入入ALUALU之前禁止符号位之前禁止符号位之前禁止符号位之前禁止符号位扩扩扩扩展；展；展；展；SXM=1SXM=1 数据数据数据数据进进进进入入入入ALUALU之前之前之前之前进进进

49、进行符号位行符号位行符号位行符号位扩扩扩扩展。展。展。展。C16C16：双双双双1616位位位位/双精度算术运算方式控制位；双精度算术运算方式控制位；双精度算术运算方式控制位；双精度算术运算方式控制位；用来决定用来决定用来决定用来决定ALUALU的算术运算方式。的算术运算方式。的算术运算方式。的算术运算方式。C16=0C16=0 ALUALU工作在双精度算术运算方式；工作在双精度算术运算方式；工作在双精度算术运算方式；工作在双精度算术运算方式；C16=1C16=1 ALUALU工作在双工作在双工作在双工作在双16161616位算术运算方式。位算术运算方式。位算术运算方式。位算术运算方式。FRC

50、TFRCT：小数方式控制位；小数方式控制位；小数方式控制位；小数方式控制位；用用用用来确定乘法器的运算方式。来确定乘法器的运算方式。来确定乘法器的运算方式。来确定乘法器的运算方式。FRCT=1FRCT=1 乘法器的乘法器的乘法器的乘法器的输输输输出左移一位，出左移一位，出左移一位，出左移一位，消除多余的符号位。消除多余的符号位。消除多余的符号位。消除多余的符号位。C CMPTMPT：间接寻址辅助寄存器修正方式控制位；间接寻址辅助寄存器修正方式控制位；间接寻址辅助寄存器修正方式控制位；间接寻址辅助寄存器修正方式控制位；用来决定用来决定用来决定用来决定ARPARP是否进行修正。是否进行修正。是否进