DSP处理器循环寻址和位翻转寻址的设计

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1、２００３年第１期微电子学与计算机%%ＤＳＰ处理器循环寻址和位翻转寻址的设计ＤｅｓｉｇｎｏｆＣｉｒｃｕｌａｒＡｄｄｒｅｓｓｉｎｇａｎｄＢｉｔ－ｒｅｖｅｒｓｅｄＡｄｄｒｅｓｓｉｎｇｆｏｒＤＳＰＭｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ西安微电子技术研究所段来仓黄士坦刘军华唐威车德亮!西安７１００５４"摘要：文章介绍了ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）处理器中面向滤波、ＦＦＴ、卷积、相关等算法的循环寻址和位翻转寻址方式的设计。先讨论了循环寻址和位翻转寻址的设计思想和硬件实现算法，再根据算法设计了相应的电路，并且用Ｃａｄｅｎｃｅ工具Ｖｅｒｉｌｏｇ－

2、ＸＬ进行了逻辑仿真。关键词：数字信号处理，指令，循环缓冲器，循环寻址ＦＦＴ，位翻转寻址１引言是大小为６的循环缓冲器，图１!ａ）为写入１～４的数字信号处理的算法实现一般有以下几种：在情况，图１!ｂ）为写入１～８的情况$步长为１。通用微型计算机上用软件来实现，这种方法工程上可见，循环缓冲器的地址指针移动是对循环缓应用很少；面向专门算法的芯片，如专门用于实现冲器块大小的取模运算。设其首址为Ｉｎｄｅｘ，大小为ＦＦＴ、卷积等算法的芯片；还有就是通用ＤＳＰ处理ＢＫ，移动步长为ｓｔｅｐ，则寻址方式为：器，专门用于实现各种ＤＳＰ算法。不少芯片都设置Ａｄｄｒｅｓｓ＝

3、（Ｉｎｄｅｘ＋ｓｔｅｐ）ＭＯＤＢＫ了支持ＤＳＰ算法的指令和寻址方式。我们在研究自循环寻址是为实现循环缓冲器而设置的。主产权的ＳＭ９９６６ＤＳＰ处理器时采用两种特殊的寻２．２位翻转址方式，即：循环寻址和位翻转寻址。图２为８点时间抽选的ＦＦＴ流图。输入为混序排列，运算为３级，每级４个蝶形运算，在ＰＣ机上２设计思想实现时，把ｘ!０"．．．ｘ!７"相应分配Ｍ!０"．．．Ｍ!７"８２．１循环缓冲器个单元，每级运算完后各存储单元原来的值不再使许多ＤＳＰ算法如卷积和相关等要求在存储器用，那么碟形运算结果仍可保存在Ｍ!０"．．．Ｍ!７"中设置一个循环缓冲器。循环缓

4、冲器作为一个滑动中，依次类推，最后结果为顺序排列。可以看出，输窗，使窗内包含最新需要处理的数据。当前数据处入序号二进制码是输出序号二进制码的按位翻转，理完后指向缓冲器的地址指针按一定步长（ｓｔｅｐ）前要使输入输出相对应，就需用子程序实现，但是若移，又有新的数据进来，覆盖旧的数据，然后对缓冲设置位翻转寻址方式就不需要花费很多额外的指器中的数据再进行处理，如此往复到指针指向缓冲令周期，大大加快了ＦＦＴ实现速度。器末地址时，指针将重新指向缓冲器首地址。图１３硬件实现３．１指令格式Ｃ３Ｘ共有１１３条指令，６种寻址类型：寄存器寻址，直接寻址，间接寻址，短立即

5、寻址，长立即寻址，ＰＣ相对寻址。这６种寻址类型形成４种寻址模式：普通寻址模式，３操作数寻址模式，并行寻址模式，条件分支寻址模式。循环寻址和位翻转寻址是和间接寻址一起编码的，相关的编码格式如表１所示：图１收稿日期#２００２－０７－１２图２微电子学与计算机２００３年第１期’(#１$循环缓冲器大小Ｒ必须始于Ｎ位边界（即指令编码固定长度为３２位，〈３１，３０，２９〉或＜３１，地址最低Ｎ位为０），且满足下式：２Ｎ＞Ｒ，若缓冲器３０＞表示是哪一类寻址模式的指令!＜２９：２３＞或大小为１５，则ＥＢ低５位为０，也可在ｃｏｍｍａｎｄ文件＜２８：２３＞表示指令操作，＜

6、２０"１６＞是目标地址，中用ＡＬＩＧＮ标识符调整，使相应段始于Ｎ位边缘，并行指令中Ｄ１、Ｄ２表示目标地址，Ｇ，Ｔ，Ｐ表示了源如下例。操作数的译码方式，ＡＲｎ是辅助寄存器，间接寻址Ｉｍｐｕｌｓｅ＿Ｒｅｓｐ为滤波器响应段，Ｉｎｐｕｔ＿Ｂｕｆ为输时用来存储地址，ｄｉｓｐ表示偏移量，循环寻址为步入段。长，ｍｏｄｎ（ｍｏｄｍ）表示间接寻址模式，间接寻址模式ＭＥＭＯＲＹ共有２６种，采用５位编码，相关说明如表２所示：%ＲＯＭｏｒｉｇｉｎ＝００８７ｆｅ００ｈ!ｌｅｎｇｔｈ＝１００ｈＲＡＭｏｒｉｇｉｎ＝００８７ｆｆ００ｈ!ｌｅｎｇｔｈ＝１００ｈ&ＳＥＣＴＩＯＮＳ%ｔ

7、ｅｘｔ"＞ＲＯＭＩｍｐｕｌｓｅ＿ＲｅｓｐＡＬＩＧＮ#３２$：＞ＲＡＭＩｎｐｕｔ＿ＢｕｆＡＬＩＧＮ#３２$：＞ＲＡＭ&#２$循环缓冲器大小必须小于１个页面，步长须小于循环缓冲器大小。#３$第一次寻址时，ＡＲｎ必须指向循环缓冲器中的一个可参考图１#ｂ$。３．２硬件算法３．２．２位翻转寻址算法３．２．１循环寻址算法位翻转寻址时ＡＲｎ指向数据实际位置，用变址为了实现循环寻址，硬件中需设置辅助寄存器寄存器ＩＲ０来确定ＦＦＴ大小，ＩＲ０的值必须等于２ｎ，ＡＲｎ（３２位）!块大小寄存器ＢＫ（３２位）。系统地址总ｎ为整数，如图２的ＦＦＴ运算，假设其数据存放的起线２

8、４位，寻址空间１６Ｍ分为２５６个页面，每个页面始地址为００８７ｆｅ００ｈ（即片内ＲＡＭ０），那么ＩＲ０应该６４Ｋ，ＢＫ范围