Семейство микроконтроллеров MSP430X1XX, руководство пользователя (2004)

7.2. Функционирование аппаратного умножителя

Аппаратный умножитель поддерживает операции умножения без знака, умножения со знаком, умножения без знака с накоплением и умножение со знаком и накоплением. Тип операции выбирается адресом, в который записан первый операнд.

Аппаратный умножитель имеет два 16-разрядных регистра OP1 и OP2 и три регистра результата RESLO, RESHI и SUMEXT. В регистре RESLO содержится младшее слово результата, в RESHI – старшее слово результата, а в регистре SUMEXT находится информация о результате. Для появления результата необходимо 3 такта MCLK. Результат может быть прочитан следующей командой после записи в OP2. Исключение составляет случай,когда используется косвенный режим адресации к регистру результата. В этом случае необходимо вставить команду NOP перед чтением результата.

7.2.1. Операнд регистров

Регистр OP1 первого операнда имеет четыре адреса, показанные в таблице 7.1, используемые при выборе режима умножения. Запись первого операнда по желаемому адресу позволит выбрать тип операции умножения, но не приведет к началу выполнения какой-либо операции. Запись второго операнда в регистр OP2 второго операнда инициирует операцию умножения. Запись в OP2 стартует выбранную операцию над значениями, сохраненными в OP1 и OP2. Результат записывается в три регистра результата RESLO, RESHI и SUMEXT.

Повторение операций умножения может выполняться без перезагрузки OP1, если значение в OP1 используется для последовательных операций. Нет необходимости перезаписывать значение в OP1 для выполнения операций.

7.2.2. Регистры результата

Младший регистр результата RESLO содержит младшие 16 разрядов вычисленного результата. Содержимое старшего регистра результата RESHI зависит от операции умножения. Различные варианты содержимого RESHI приведены в таблице 7.2.

MSP430x1xxFamily

Таблица 7-2. Возможные варианты содержимого регистра RESHI

Содержимое регистра расширенного суммирования SUMEXT зависит от выполненной операции умножения. Различные варианты содержимого SUMEXT приведены в таблице 7.3.

Таблица 7-3. Возможные варианты содержимого регистра SUMEXT

Потеря значащих разрядов и переполнение в режиме MACS

Умножитель не может автоматически определить потерю значащих разрядов или переполнение в режиме MACS. Диапазон аккумулятора для положительных чисел равен 0 – 7FFF FFFFh, а для отрицательных чисел 0FFF FFFh – 8000 0000h. Переполнение происходит, когда результат суммирования двух отрицательных чисел выходит за диапазон для положительного числа. Потеря значащих разрядов происходит, когда результат сложения двух положительных чисел выходит за диапазон для отрицательного числа. В обоих случаях регистр SUMEXT содержит правильный знак результата: 0FFFFh при переполнении и 0000h при потере значащих разрядов. Программное обеспечение пользователя должно определить и соответствующим образом обработать эти состояния.

7.2.3. Примеры программного обеспечения

Ниже приведены примеры для всех режимов умножителя. Все режимы 8×8 используют абсолютные адреса для регистров, поскольку ассемблер не позволит обеспечить доступ типа .B к регистрам-словам, когда используются метки из стандартного файла определений.

; 16x16 умножение без знака

;8x8 умножение без знака с накоплением. Абсолютная адресация.

7.2.4. Косвенная адресация RESLO

Когда используется косвенный или косвенный автоинкрементный режим адресации для доступа к регистрам результата, нужна, по крайней мере, одна команда между загрузкой второго операнда и доступа к одному из регистров результата:

7.2.5. Использование прерываний

Если прерывание произошло после записи OP1, но до записи OP2, а умножитель используется в процедуре обработки прерывания, исходный выбранный режим умножителя будет потерян и результат станет непредсказуемым. Чтобы этого избежать, нужно отключать прерывания перед использованием аппаратного умножителя и не использовать его в процедурах обработки прерывания.

;Отключение прерываний перед использованием аппаратного умножителя

7.3. Регистры аппаратного умножителя

Перечень регистров аппаратного умножителя приведен в таблице 7.4.

Таблица 7-4. Регистры аппаратного умножителя

MSP430x1xxFamily

Контроллер DMA

Модуль контроллера DMA переносит данные из одного адреса в другой без участия ЦПУ. Этот раздел описывает работу контроллера DMA. Контроллер DMA реализован в устройствах MSP430x15x и MSP430x16x.

8.1. Введение в контроллер DMA

Контроллер прямого доступа к памяти (DMA) переносит данные из одного адреса в другой во всем адресном диапазоне без вмешательства ЦПУ. К примеру, контроллер DMA может переместить данные из памяти преобразования АЦП12 в ОЗУ.

Использование контроллера DMA может увеличить пропускную способность периферийных модулей. Также в результате его использования снижается потребляемой системой мощности, поскольку ЦПУ может оставаться в режиме пониженного энергопотребления без пробуждения при перемещении данных в/из периферии.

Контроллер DMA обладает следующими возможностями:

•Три независимых канала переноса;

•Конфигурируемые приоритеты канала DMA;

•Необходимо только два тактовых цикла MCLK;

•Возможен перенос байтов, слов или смешанно байтов/слов;

•Размер блока до 65535 байт или слов;

•Набор конфигурируемых источников запуска переноса;

•Возможность выбора условия запуска переноса по фронту/спаду или по уровню;

•Четыре режима адресации;

•Одиночный, блочный или пакетно-блочный режимы переноса.

Блок-схема контроллера DMA показана на рис. 8.1.

8.2. Функционирование DMA

Контроллер DMA конфигурируется программным обеспечением пользователя. В следующих далее разделах описывается инициализация и функционирование DMA.

8.2.1. Режимы адресации DMA

Контроллер DMA имеет четыре режима адресации. Режимы адресации каждого канала DMA конфигурируются независимо друг от друга. Например, канал 0 может выполнять перенос между двумя фиксированными адресами, в то время как в канале 1 выполняются переносы между двумя блоками адре-

8.2.2. Режимы переноса DMA

Контроллер DMA имеет шесть режимов переноса, определяемых битами DMADTx, в соответствии с таблицей 8-1. В каждом канале режим переноса конфигурируется индивидуально. К примеру, канал 0 может быть сконфигурирован в одиночном режиме переноса, канал 1 в режиме пакетно-блочного переноса, а канал 2 работать в повторяющемся блочном режиме. Режим переноса конфигурируется независимо от режима адресации. Любой режим адресации можно использовать в любом режиме переноса.

Таблица 8-1. Режимы переноса DMA

Одиночный перенос

В одиночном режиме переноса пересылка каждого байта/слова требует отдельного запуска. Диаграмма состояний при одиночном переносе показана на рис. 8-3.