Разработка устройств на основе цифровых сигнальных процессоров фирмы Analog Devices с использованием Visual DSP++

Рис. 14.4. Операция DIVQ

Пусть NL — число разрядов влево и NR — число разрядов вправо от двоичной точки делимого, DL и DR — соответственно то же самое, только для делителя. Тогда частное состоит из NL-DL+1 битов слева от двоичной точки и содержит NR-DR-1 битов справа. Ниже показан пример формата чисел при выполнении операции деления.

Делимое: XXXXX.XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

NL=5 бит NR=27 бит

Делитель: XX.XXXXXXXXXXXXXX

DL=2 бит DR=14 бит

Частное: XXXX.XXXXXXXXXXXX

(NL-DL+1)=4 бит (NR-DR-1)=12 бит

Иногда необходимо некоторое изменение формата делимого и делителя. Например, если оба операнда знаковые и дробные (делимое в формате 1.31, а делитель в формате 1.15), то результат запишется в формате 1.15. Таким образом, для получения правильного результата операции деления необходимо, чтобы делимое было меньше делителя.

Чтобы разделить два целых числа (делимое в формате 32, а делитель в формате 16), необходимо перед делением привести делимое к формату 31, т.е. сдвинуть его влево на один разряд. Если результат не может быть представлен в формате частного, как сказано выше, или когда делитель равен нулю или меньше делимого по абсолютному значению, происходит переполнение.

При реализации алгоритма деления для знаковых операндов делитель должен храниться в AX0 и AX1 или в любом регистре с шины R. Старшее слово делимого может быть загружено в AY1 или AF, и младшее слово делимого загружается в AY0. Чтобы вычислить частное, сначала выполняется команда DIVS, которая вычисляет знак частного, за которой следуют 15 команд DIVQ, для вычисления 15 бит частного. Пример подпрограммы знакового деления с фиксированной точкой показан ниже. Эта подпрограмма берет делитель из регистра AX0, старшее слово делимого из AF и младшее слово делимого из AY0. Частное возвращается в AY0.

.MODULE Sig_Div_FP; {
 Входные данные:
 AF = старшее слово делимого
 AY0 = младшее слово делимого
 AX0 = 16-битный делитель
 Выходные данные:
 AY0 = 16-битный результат
 Изменяемые регистры:
 AY0, AF
 Время вычисления=17 циклов
}
.ENTRY sdivfp;
sdivfp: DIVS AF, AX0; {Вычисление знакового бита}
DIVQ AX0; DIVQ AX0; DIVQ AX0; {Вычисление 15 бит частного}
DIVQ AX0; DIVQ AX0; DIVQ AX0;
DIVQ AX0; DIVQ AX0; DIVQ AX0;
DIVQ AX0; DIVQ AX0; DIVQ AX0;
DIVQ AX0; DIVQ AX0; DIVQ AX0;
RTS;
.ENDMOD;

Ниже приводится полный список команд ALU в соответствии с принятыми ранее условными сокращениями. Назначение команд очевидно из их записи и комментариев для некоторых из команд. Команды сложения и сложения с переносом:

[IF cond] |AR| = xop + |yop |;
 |AF| |C |
 |yop + C |
 |constant|

Команды вычитания и вычитания с займом:

[IF cond] |AR| = xop - |yop |;
 |AF| |yop+С-1 |
 |constant|

[IF cond] |AR| = yop - |xop |;
 |AF| |xop+C-1 |
 |constant|

Команды логических операций И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ:

[IF cond] |AR| = xop |AND| yop;
 |AF| |OR |
 |XOR|
Команды передачи:
[IF cond] |AR| = PASS|xop |;
 |AF| |yop |
 |constant|

Команды смены знака:

[IF cond] |AR| = - |xop|;
 |AF| |yop|

Команды логического отрицания HE:

[IF cond] |AR| = NOT |xop|;
 |AF| |yop|
 |0 |

Команды вычисления абсолютного значения:

[IF cond] |AR| = ABS |xop|;
 |AF|

Команды инкремента:

[IF cond] |AR| = |yop+1|;
 |AF|

Команды декремента:

[IF cond] |AR| = |yop-1|;
 |AF|

Команды битовых операций:

[IF cond] |AR| = |TSTBIT n xop|; {операция логического «И» разряда n с 1}
 |SETBIT n xop|; {операция установки разряда n в 1}
 |CLBIT n xop|; {операция установки разряда n в 0}
 |TGBIT n xop|; {операция «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» бита n с 1}

Здесь n могут принимать значения от 0 до 15

Команды поразрядного деления:

[IF cond] |AR| = DIVS yop, xop;
[IF cond] |AR| = DIVQ xop;

Команды тестирования результата:

NONE = <ALU>;

Последняя команда выполняет заданную команду АЛУ, устанавливает флаги и сбрасывает значение результата. Она позволяет тестировать значения в регистрах без изменения содержимого AR или AF. Строка <ALU> — это любая безусловная команда АЛУ, кроме DIVS, DIVQ и дополнительных команд АЛУ с константами.

Для всех приведенных выше команд ALU разрешено использовать следующие операнды:

xop: AX0, АХ1, AR, MR0, MR1, MR2, SR0, SR1; yop: AY0, AY1, AF;

constant: 0, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 16384, 32767, -2, -3, -5, -9, -17, -33, -65, -129, -257, -513, -1025, -2049, -4097, -8193, -16385, -32768.

Команда DIVS не может использовать регистр AY0 как оператор yop. Коды условия IF соответствуют кодам, приведенным ранее в табличном виде.

Примеры записи команд:

AR=AX0+AY0+C; /* Присвоить регистру AR значение суммы регистров AX0, AY0