В табл. 12.2 приведены все возможные варианты форматов для 16-разрядного числа. Эта таблица дает наглядное представление о том, как изменяется, в зависимости от формата, диапазон представляемых чисел и их точность.
Таблица 12.2 Возможные варианты форматов для 16-разрядного числа
Формат Количество целых разрядов Количество дробных разрядов Максимальное положительное значение Максимальное отрицательное значение Вес младшего разряда 1.15 1 15 0,999969482421875 -1,0 0.000030517578125 2.14 2 14 1,999938964843750 -2,0 0.000061035156250 3.13 3 13 3,999877929687500 -4,0 0.000122070312500 4.12 4 12 7,999755859375000 -8,0 0.000244140625000 5.11 5 11 15,999511718750000 -16,0 0.000488281250000 6.10 6 10 31,999023437500000 -32,0 0.000976562500000 7.9 7 9 63,998046875000000 -64,0 0.001953125000000 8.8 8 8 127,996093750000000 -128,0 0.003906250000000 9.7 9 7 255,992187500000000 -256,0 0.007812500000000 10.6 10 6 511,984375000000000 -512,0 0.015625000000000 11.5 11 5 1023,968750000000000 -1024,0 0.031250000000000 12.4 12 4 2047,937500000000000 -2048 0.062500000000000 13.3 13 3 4095,875000000000000 -4096,0 0.125000000000000 14.2 14 2 8191,750000000000000 -8192,0 0.250000000000000 15.1 15 1 16383,500000000000000 -16384,0 0.500000000000000 16.0 16 0 32767,000000000000000 -32768,0 1.000000000000000
Из таблицы видно, что чем больше двоичных разрядов отводится под целую часть числа, тем больший диапазон чисел можно охватить с помощью такого формата. Однако при этом снижается точность представления числа, т.е. его дробная часть сводится к нулю. И наоборот, чем больше двоичных разрядов отводится под дробную часть числа, тем меньший диапазон чисел можно охватить с помощью такого формата. Но при этом увеличивается точность представления числа, т.е. его дробная часть может быть очень малой величиной, составляющей менее одной миллиардной доли единицы.
В зависимости от типа решаемой задачи программист сам определяет, какой именно формат лучше использовать.
Глава 13. Система команд
В этой главе начинается изложение системы команд сигнального процессора.
Сигнальные процессоры семейства ADSP-21XX используют единую систему команд для совместимости с устройствами с более высокой интеграцией. Процессоры ADSP-2181 имеют ряд дополнительных команд. Каждая команда может быть выполнена в процессоре за один такт. Кроме того, система команд процессора позволяет выполнять за один такт многофункциональные команды. Как было сказано ранее, язык ассемблер семейства ADSP-21XX использует высокоуровневый алгебраический синтаксис записи команд, что облегчает их понимание и запоминание. Операнды источника и приемника команды явно присутствуют в ее записи в виде мнемоники. Мнемоника основных регистров процессора с описанием их назначения приводится в табл. 13.1.
Таблица 13.1 Мнемоника основных регистров процессора с описанием их назначения
Мнемоника Определение AX0, AX1, AY0, AY1 Входные регистры АЛУ AR Регистр результата АЛУ AF Регистр обратной связи АЛУ MX0, MX1, MY0, MY1 Входные регистры умножителя MAC MR0, MR1, MR2 Регистры результата умножителя MF Регистр обратной связи умножителя SI Входной регистр устройства сдвига Shifter SE Регистр экспоненты устройства сдвига SR0, SR1 Регистры результата устройства сдвига SB Регистр блочного сдвига (используется в блочных операциях с плавающей точкой) PX Регистр шинного обмена памяти программ PM с памятью данных DM I0–I7 Индексные регистры генераторов адреса DAG M0–M7 Регистры модификации DAG L0–L7 Регистры длины DAG (для циклических буферов) PC Программный счетчик CNTR Счетчик циклов ASTAT Регистр арифметического статуса MSTAT Регистр статуса режима SSTAT Регистр статуса стека IMASK Регистр маски прерываний ICNTL Регистр режимов управления прерываниями RX0, RX1 Регистры приема данных последовательных портов SPORT TX0, TX1 Регистры передачи данных последовательных портов SPORT
Набор команд ADSP-2181 совместим вверх с набором команд ADSP-21XX, поэтому, программы, написанные для ADSP-21XX, могут выполняться на ADSP-2181 с минимальными изменениями. Процессор ADSP-2181 имеет ряд дополнительных команд. Каждая команда может быть выполнена отдельно в своем такте. Кроме того, система команд позволяет выполнять за один такт процессора многофункциональные команды.
Язык ассемблера позволяет использовать в командах арифметические или логические выражения. Список этих выражений и выполняемых с их помощью действий приведен в табл. 13.2.
Таблица 13.2 Список арифметических или логических выражений и выполняемых с их помощью действий
Выражение Действие = Присвоение + Сложение - Вычитание * Умножение AND Логическое «И» OR Логическое «ИЛИ» NOT Логическое отрицание XOR Исключающее «ИЛИ» PASS Пересылка ABS Абсолютное значение
Ниже приведены примеры записи некоторых команд языка ассемблера ADSP-21XX с объяснением их назначения.
DM(var1) = AX0;
Эта команда, знакомая читателям из предыдущих примеров программ, присваивает (записывает) значение регистра AX0 переменной var1, хранящейся в памяти данных.
MR = MR + MX1*MY1;
Данная команда выполняет операцию умножения и сложения. Он умножает входные значения из регистров MX1 и MY1, складывает результат умножения с текущим содержимым регистра MR (результат предыдущего умножения), а затем записывает результат в регистр MR.
При рассмотрении системы команд мы будем пользоваться условными обозначениями, приведенными в табл. 13.3. Эти обозначения позволяют сделать описание команд компактным.
Таблица 13.3 Условные обозначения системы команд
Обозначение Описание I0–I7 Индексные регистры DAG для косвенной адресации M0–M7 Регистры модификации DAG для косвенной адресации L0–L7 Регистры длины DAG для циклических буферов Непосредственное значение данных Непосредственное значение адреса (абсолютный адрес или программная метка) Порядок (значение сдвига) в командах непосредственного сдвига (8-разрядное знаковое число) cond Код условия в условных командах term Код условия выхода из цикла DO UNTIL dreg Регистры данных (АЛУ, умножителя-накопителя или устройства сдвига) reg Любой регистр (включая регистры данных «dreg») ; Точка с запятой, разделитель команд , Запятая, разделитель нескольких операций в одной команде [] Квадратные скобки, содержащие дополнительные, необязательные части команд [, …] Запись нескольких операций или команд в любом порядке, разделенных запятыми |опция1| |опция2| |опция3| Список опций (в команде выбирается одна из опций) xop Операнд «x» yop Операнд «y» constant Операнд-константа
В табл. 13.4 приведен список регистров, допустимых к использованию в командах пересылки и многофункциональных командах.
Таблица 13.4 Список регистров допустимых к использованию в командах пересылки и многофункциональных командах
Регистр Примечание Регистры данных AX0, АХ1, AY0, AY1 – AR – MX0, МХ1, MY0, MY1 – MR0, MR1, MR2
