МП

запятой, не включено в рамки настоящего пособия, поскольку оно имеет весьма ограниченное применение в проблематике дисциплины. Подробно ознакомиться с этим вопросом можно в [ 2,4 ] .

Аналогично АЛУ и умножителю, регистры сдвигателя SR1, SR0, SI, SE и SB продублированы в банке дополнительных регистров.

4. Правила написания программ и псевдоинструкции ассемблера

Как показывает практика, восприятие тематики разработки микропроцессорных устройств и систем имеет некоторый «горб сопротивления», связанный, по-видимому, с необходимостью объединения в процессе изложения материала нескольких разнородных дисциплин – механизмов работы процессора, алгоритмов и технологии обработки информации, языка и техники программирования, двоичной арифметики и т.п. Эффективность восприятия дальнейшего материала может быть существенно повышена широким использованием примеров. Наглядность примеров сильно выигрывает их представлением в виде, пригодном для отладки на персональном компьютере; стремлением привести примеры к такому виду объясняется столь на первый взгляд нелогичное размещение

данного раздела в рамках пособия.

В рамках настоящего пособия степень подробности описания языка ассемблера приводится в объеме, минимально необходимом для обеспечения возможности создания работоспособных программ. Транслятор языка Ассемблера процессоров семейства ADSP-21ХХ имеет ряд дополнительных возможностей, направленных на создание существенных удобств для программиста; эти возможности в настоящем пособии не рассматриваются,

индивидуальную отладку. Файлы, содержащие модули программы или всю программу целиком, написанные на языке Ассемблера ADSP-2181 VisualDsp++, должны иметь расширение .asm.

В рамках настоящего пособия при работе в среде VisualDsp++

программа на языке ассемблера создается как единое целое (без деления на модули), она требует обязательного соответствующего оформления, а также последующих трансляции и линковки.

Программа должна содержать псевдоинструкции ассемблера и команды процессора; каждая из этих конструкций должна заканчиваться символом ";" точки с запятой.

Псевдоинструкции ассемблера используются программой -

ассемблером на этапе трансляции для правильной компоновки модуля; они не создают исполняемых процессором команд и в большинстве случаев направлены на создание удобств при программировании. Псевдоинструкции ассемблера начинаются с символа "." точки. Допустимы некоторые конструкции языка С++.

Ввиду большого объема внутренней (резидентной) памяти и высокой производительности процессора, позволяющих создавать программы весьма высокой сложности, не представляется реальной с психофизической точки зрения возможность успешного отслеживания размещения исходных данных и результатов промежуточных вычислений в памяти процессора. Для облегчения работы с константами и ячейками памяти (переменными) им могут быть приписаны символические имена подобно тому, как это делается в языках высокого уровня. Символическое имя представляет собой набор символов, содержащий заглавные и строчные буквы латинского алфавита,

цифры и символы подчеркивания (Shift -), начинающийся не с цифры и имеющий длину до 32 символов. Набор символов, составляющий символическое имя, может быть произвольным, однако существует

32

некоторый набор зарезервированных слов, не допускающих использования в качестве символических имен. К ним относятся имена регистров, мнемоника операций и псевдоинструкций ассемблера и ряд других слов, использование которых в программе в качестве символических имен будет вызывать сообщение об ошибках трансляции.

Константа и символическое имя задаются в программе псевдоинструкцией

#define имя_константы значение;

#define символическое_имя значение;

Значение константы может быть задано как число в десятичной,

двоичной или шестнадцатеричной системах счисления или в виде арифметического или логического выражения. Запись числа в двоичной системе счисления должна дополняться префиксом B#, а в шестнадцатеричной - префиксом 0х. Числа, записанные без префикса,

интерпретируются ассемблером как десятичные; они могут быть записаны без знака или со знаком минус.

По умолчанию заглавные и строчные буквы символических имен и мнемокодов команд воспринимаются транслятором одинаково, однако при желании можно заставить транслятор воспринимать их как разные символы.

Обращение к константе в программе осуществляется непосредственно по имени. Например

#define koefficient_1 = - 36 + 1024;

#define vhod = 0xA3C;

.

.

ax0 = koefficient_1;

ar = dm(vhod);

33

Переменные могут размещаться как в памяти данных процессора, так и в памяти его программ. При разработке программы в среде VisualDsp++

целесообразно озаботиться проблемой распределения памяти, особенно памяти программ под размещение отдельных модулей. За распределение памяти отвечает файл с расширением .ldf, формируемый линковщиком в соответствие с инструкцией по программированию. При необходимости такой файл можно сформировать вручную объявлением соответствующих секций, следует только помнить, что программа начинает свою работу с нулевого адреса. Пример такого файла представлен на рисунке 10.

ARCHITECTURE(ADSP-2181) SEARCH_DIR( $ADI_DSP\218x\lib ) $OBJECTS = $COMMAND_LINE_OBJECTS ; MEMORY

{

}

PROCESSOR p0

{

LINK_AGAINST( $COMMAND_LINE_LINK_AGAINST) OUTPUT( $COMMAND_LINE_OUTPUT_FILE )

SECTIONS

{

sec_program

{

INPUT_SECTIONS( $OBJECTS(program) )

}>seg_program sec_vars

Рис.10 начало

34

{

INPUT_SECTIONS( $OBJECTS(vars) )

}>seg_vars sec_varsp

{

INPUT_SECTIONS( $OBJECTS(varsp) ) } >seg_varsp

}

}

Рис. 10 окончание

Представленный файл организует три секции:

- program – в памяти программ TYPE (PM RAM) с нулевого адреса до

0x000fff – естественно, для размещения программы;

-varsp – также в памяти программ со следующего адреса 0x001000 до 0x001fff – для размещения данных (если до конца адресного пространства

–то до 0х3fff);

-vars – в памяти данных TYPE(DM RAM) с нулевого адреса до

0x002fff.

Имя переменной (ячейки памяти) задается в соответствующей секции псевдоинструкцией .var имя_переменной, например:

- в ОЗУ данных:

.section/dm vars;

.var koef2;

.var delta;

…

- в ОЗУ программ:

.section/рm varsр;

.var sinx;

.var destb;

35

Каждой переменной при объявлении может быть присвоено начальное значение, которое она принимает при каждом рестарте процессора:

.var имя_переменной = значение;

В ряде случаев бывает удобным представление переменных в виде массивов из нескольких ячеек памяти; в этом случае при объявлении имени переменной должен быть в квадратных скобках указан размер массива, а

начальные значения его ячеек задаются через запятые, например:

.var massiv_1[5] = -3, B#0000101001011110, 0x287C, 0, 0;

Кольцевые массивы (или кольцевые буферы - см. далее описание ГАД) организуются в резидентной памяти процессора псевдоинструкцией

.var/circ имя_буфера [размер_буфера];

На работу с элементами кольцевых массивов распространяются те же правила, что и для обычных линейных массивов. Отличие заключается в правилах доступа по системе косвенной поставтомодифицирующей адресации, организованной через ГАД1 или ГАД2; принципы такой адресации будут рассмотрены далее при описании ГАД.

В ряде случаев представляется удобной инициализация массива

(занесение начальных значений в его ячейки) из файла данных, хранящегося на носителе компьютера; такая инициализация может быть осуществлена на этапе объявления переменных:

.var имя_массива = <имя_файла>;

при этом начальные значения, подлежащие загрузке в массив, должны быть записаны в файле "в столбик", после последнего значения должен быть помещен код конца строки (нажать клавишу Enter).

Из внешнего файла может быть также включен в программу любой фрагмент, например, список констант или переменных; такое включение

реализуется псевдоинструкцией.

36

#inсlude <имя_файла>;

Псевдоинструкция #inсlude включает текст указанного в угловых

скобках файла в текст основного файла при трансляции модуля.

В целях повышения наглядности и удобочитаемости программы в ее текст полезно включать комментарии. Комментарии не транслируются и не оказывают влияния на характеристики (объем и быстродействие)

загружаемого модуля программы. Комментарии размещаются в тексте программы между командами или между псевдоинструкциями ассемблера и должны либо предваряться двумя знаками дроби - слэшами (//), либо в

символы / и * в виде:

// комментарий

/* комментарий */

В тексте комментариев допускается использование символов

кириллицы. Вложенность комментариев одного типа не допускается. Пример использования комментариев

5.Адресация

Процессор поддерживает прямой и косвенный виды адресации. При прямой адресации значение адреса ячейки памяти (или регистра), к которой происходит обращение на запись или чтение, содержится в коде команды,

имеет фиксированное значение и не может меняться в процессе выполнения программы. Этот вид адресации не допускает возможности использования циклических алгоритмических структур для последовательного (или упорядоченного) обращения к разным ячейкам массива.

37

Циклическое обращение и вообще обращение по вычисляемому в программе адресу обеспечивает косвенная адресация, организуемая с использованием генераторов адреса данных ГАД1 и ГАД2.

Обращение к регистрам (за исключением некоторых специальных случаев, которые будут рассмотрены далее) осуществляется по их символическим именам. Регистры разделяются на две большие группы – dreg и reg, отличающиеся возможностями использования в разных командах.

5.1Регистры dreg

Кгруппе dreg относятся регистры вычислительного ядра

AX0, AX1, AY0, AY1, AR,

MX0, MX1, MY0, MY1, MR0, MR1, MR2

SI, SE, SR0, SR1

Исключение составляют регистры AF и MF, не входящие в понятия dreg и reg, поскольку они недоступны ни для записи, ни для чтения информации.

5.2Регистры reg

Кгруппе reg относятся все регистры, включая регистры вычислительного ядра dreg, а также:

- регистры ГАД1 и ГАД2:

I0, I1, I2, I3, I4, I5, I6, I7 – регистры – указатели,

L0, L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7 – регистры длины кольцевых буферов,

M0, M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7 – модификаторы;

- регистры управления прерываниями

ICNTL, IMASK, IFC

- регистры последовательных портов

TX0, TX1, RX0, RX1

38

-регистр PX в составе CMO

-счетчик циклов CNTR

-регистр статуса ASTAT и др.

5.3 Ячейки памяти данных Ячейки памяти данных в программах обычно рассматриваются как

переменные, правила объявления и инициализации которых с помощью псевдоинструкции ассемблера .var были рассмотрены в разделе 1.4.

Переменные, организуемые как ячейки памяти данных, адресуются как прямо, так и косвенно.

При прямой адресации в ячейки памяти данных может быть записано содержимое любого регистра из группы reg, за исключением регистров AF и MF.

При косвенной адресации в ячейки памяти данных может быть записано содержимое любого регистра только из группы dreg.

Непосредственная запись числа или константы в ячейки памяти данных не допускается ни при прямой, ни при косвенной адресации.

Обращение к переменной в программе осуществляется по имени с указанием типа ОЗУ (dm - данных, pm - программ), в котором эта переменная организована, например, такой фрагмент программы:

.

.

ar = dm(koef_alfa); ar = ar + 1; dm(koef_alfa) = ar;

39

увеличит на 1 содержимое ячейки с символическим именем koef_alfa,

организованной в памяти данных.

5.4 Ячейки памяти программ Аналогично памяти данных, ячейки памяти программ обычно

рассматриваются как переменные, объявляемые и инициализируемые псевдоинструкциями ассемблера .var.

Ячейки памяти программ допускают только косвенную адресацию только с использованием регистров генератора адреса данных ГАД2, причем обмен информацией (чтение / запись) возможен только с регистрами AY0, AY1, MY0 и MY1.

5.5 Массивы и прямая адресация ячеек в массивах Обращение в режиме прямой адресации допустимо только к

элементам массива, организованного в памяти данных; оно осуществляется по имени с указанием смещения относительно начала массива. Так,

например, в результате выполнения фрагмента программы вида:

врегистр AX0 будет записано число минус 3, в регистр AY0 - число 0х287С,

ав первую по номеру (вторую по счету) ячейку массива будет записана их сумма 0х2879.

40