Учебное пособие к лабораторной работе Кросс (1015479), страница 2
Текст из файла (страница 2)
последовательной обработки разрядов(байт) многоразрядного (многобайтного) слова – одной из главных причин сниженияэффективности программы при высоких требованиях к точности вычислений. Вслучае использования разрядно-модульных микропроцессоров увеличениеразрядности слова достигается добавлением необходимого количества процессорныхсекций и расширением шины данных. Здесь особенно просто обмениваются объемпрограммы и время ее выполнения на аппаратурные затраты.Правила записи программы на языке ассемблераЯзык ассемблера(ассемблер) микропроцессора КР580, реализованный в кросссистеме программирования на ПЭВМ соответствует общепринятой версии языка [2].Строка записи программы во входном файле состоит их 4-х полей:поле метки;поле команды (псевдокоманды);поле операндов;поле комментария.Использование перечисленных полей другим образом не допускается, заисключением случая, когда поле команды пустое: при этом все остальные позициистроки с первой по седьмую и с тринадцатой по сорок восьмую считаютсякомментарием.
Метка может иметь произвольную длину и начинаться с буквылатинского алфавита. Значимыми считаются 8 первых символов метки.Метка отделяется от обозначения команды (псевдокоманды ) двоеточием.Мнемоническое обозначение команды микропроцессора (см.Приложение 1) ипсевдокоманды (директивы) ассемблера (см.ниже), как и метка, могут заниматьлюбые позиции внутри отведенных им полей. Обозначения команд переводятсякросс-ассемблером в объективный код, а псевдокоманды служат для управленияпроцессом трансляции и размещения в памяти требуемых констант. Передмнемоникой псевдокоманды ставится точка.Программа кросс-ассемблер принимает следующие псевдокоманды:.org (адрес) – псевдокоманда установки начального адреса программы.
Еслипрограмма начинается с этой псевдокоманды, то отсчет адресов команд в листингетрансляции начинается с адреса (адрес). При этом в файл объектного модулязаносится информация для загрузчика о начальном адресе загрузки программы впамять микропроцессорной системы..equ (идентификатор),(шестнадцатеричная константа) – псевдокомандаопределения значения метки. Метка, определенная с помощью этой псевдокоманды,может использоваться в трехбайтовых командах микропроцессора в качествесимволического адреса программы или непосредственного операнда, и вдвухбайтовых командах – в качестве адреса устройства ввода/вывода илинепосредственного операнда.(метка) .db (байт данных( - псевдокоманда определения байта данных.
По этойпсевдокоманде транслятор заносит в объектный модуль указанный байт данных.Метка псевдокоманды не является обязательной.(метка) .dw (символический адрес) – псевдокоманда определения двух байтданных, в соответствии которой транслятор заносит в объектный модуль числовое–6–значение символического адреса, представляющего собой метку команды илипсевдокоманды. Метка перед DW не обязательна.(метка) .rs (десятичная константа) – псевдокоманда резервирования областипамяти. Выполняя эту псевдокоманду, транслятор пропускает в объектном модулечисло байт,заданное десятичной константой. Данная область используется во времявыполнения программы для записи выходной информации или хранения результатовпромежуточных операций. Метка не обязательна..end – псевдокоманда, указывающая транслятору конец текста программы.
Онавсегда завершает программу на ассемблере.В качестве операндов в командах микропроцессора могут указыватьсяобозначения регистров А, В, С, D, У, Н, L, регистровых пар В, D, H, SP, где SP –обозначение указателя стека (SP), ячейки памяти М. В двух и трехбайтовых командахоперандом может быть однобайтовая константа в шестнадцатеричной форме,символическое обозначение одно – и двухбайтовой константы, метка команды илипсевдокоманды. Все константы в программе задаются в десятичной,шестнадцатеричной, восьмеричной или двоичной форме с префиксами d’, h’ или 0x , 0или o’ и b’ соответственно. В качестве операндов разрешается использоватьарифметические и логические выражения.Использование кросс-программных средств для ввода и трансляции программыДля ввода исходного текста программы можно использовать программы Блокнот,WordPad или пользоваться встроенным редактором текста любого файловогоменеджера.Трансляция программы выполняется с помощью ассемблера PseudoSam 85компании PseudoCode – исполняемый файл A85.com.
Вызов транслятораосуществляется из командной строки:A85.com имя_файла_программыРезультатом трансляции является файл с объектным кодомимя_файла_программы.obj и листинг трансляции имя_файла_программы.lst,содержащий диагностику ошибок трансляции.Полученный объектный код загружается в программу эмулятора и отладчикаAVSIM 85 (исполняемый файл avsim85.exe). Запуск эмулятора осуществляется такжеиз командной строки с параметром –с1:avsim85.exe –c1Загрузка объектного файла программы в эмулятор выполняется командой loadprogram из командного меню.
Эмулятор отображает объектный код программы в видеассемблерного листинга и позволяет выполнить программу, в том числе, в пошаговомрежиме. В процессе выполнения можно ввести числовые данные из портов ввода,посмотреть содержимое регистров процессора и оперативной памяти после любойвыполненной команды эмулируемого процессора. При необходимости в текстепрограммы задаются точки останова (прерывания выполнения).Вид окна эмулятора AVSIM 85 с загруженной программой показан ниже.Перечень команд управления эмуляцией и отладкой приведен в приложении 2.–7–Пример разработки программы цифрового фильтраПусть требуется разработать программу микропроцессорной системы,осуществляющей обработку последовательности входных отсчетов х1, х2, … ,х20(пачки квантованных на 64 уровня импульсов) в соответствии с алгоритмомдвукратной череспериодной компенсации:ук = хк – 2хк-1 + хк-2Предполагается, что массив входных отсчетов к моменту начала работыпрограммы записан в оперативной памяти устройства, начиная с адреса ВХ=12В0,(адрес задается шестнадцатиричным числом) по отсчету в байт.
Место для массивадля входных отсчетов необходимо отвести внутри самой программы.В приведенном задании не требуется обеспечить ввод/вывод информации навнешние устройства, поэтому задача выбора способа обмена не стоит. Разрядностьвходных отсчетов не превышает 6. Если они положительны (фильтрацияосуществляется после амплитудного детектора), то при 8 разрядном представлениирезультата фильтрации и промежуточных операций, переполнение разрядной сетки впроцессе вычислений исключено.В задании не указано предельное время на выполнение фильтрации. Этоозначает, что имеется либо значительный резерв времени, либо возможностьраспараллеливать процесс вычислений, причем число параллельно работающихмикропроцессоров находится исходя из времени выполнения составленнойпрограммы. В данном примере, если устройство является многоканальным, то числоканалов, которое может обслужить один микропроцессор, определяется какN=Dп/Tвып.
где Dп – длительность пачки, Твып. – время выполнения программы.Алгоритм двукратной ЧПК прост в реализации, однако при егоиспользовании в случае обработки пачки с фиксированным началом (не в«скользящем окне») необходимо правильно задать начальные условия.
ПоложитьХ0=Х-1=0 нецелесообразно, так как это приведет к резким выбросам выходного–8–процесса в моменты k = 1 и k = 2. Один отсчет не дает возможности осуществитьфильтрацию, при двух отсчетах Х1 и Х2 уже можно использовать алгоритмоднократной ЧПК У1 = Х1 - Х2 для режекции низкочастотной помехи. При трех и болеевходных отсчетах используется алгоритм двукратной ЧПК. Отметим, что программноменять вид и параметры алгоритма обработки является достоинствоммикропроцессорных устройств, таким образом, при пачке объемом 20 импульсов, какопределенно в задании, выходной массив данных будет содержать 19 отсчетов,причем первый выходной отсчет У1 = Х1 - Х 2.Структурную схему программы составим применительно к уровню операцийс регистрами микропроцессора : А – аккумулятор, В, С, D, Е, Н , L – регистрамиобщего назначения, SP – регистром указателем стека.
Операции загрузки регистрасодержим ячейки памяти будем обозначать R = X, где R – один из регистров, Х –содержимое ячейки. Операцию занесения в память обозначим Х= R, где Х –содержимое регистра, заносимое в память, R – обозначение регистра. Операции надсодержимым регистров записываем как над переменными, например : А=В –пересылка содержимого регистра В в аккумулятор, А=А+С - сложение содержимогорегистров А и С с занесением суммы в А и т.д.При разработке программы стремимся время на обращение к памяти имаксимально использовать регистры микропроцессора.
Примем следующеераспределение регистров для хранения информации:регистр А – отсчет Хк-2регистр В – отсчет Хк-1регистр С – число оставшихся отсчетоврегистр D – отсчет Хк+1регистр Е – отсчет Хкрегистры H-L – адрес очередного записываемого в память выходногоотсчетарегистр SP – адрес очередного загружаемого в регистры входного отсчета.Такое распределение регистров позволяет за одно обращение к стеку, которыйназначается в области памяти, содержащей входные отсчеты, загрузить в рабочиерегистры для входных отсчета и получить два выходных отсчета.Структурная схема программы приведена на рис. 1. В блоках 1, 2, 5осуществляется начальная загрузка регистров в соответствии с принятымраспределением. Блок 3 – реализация алгоритма ЧПК – 1 для первых двух отсчетов.Блок 4 – запись У1 в память. Цикл по числу отсчетов начинается с блока 6 – загрузки впару регистров D- Е очередной пары входных отсчетов Хк и Хк+1.
Блоки 7 и 12 –реализация алгоритма ЧПК-2, причем умножение на 2 заменено двукратнымвычитанием, а блоки 8 и 13 – занесение в память выходных отсчетов Ук и Ук+1. Вблоках 9 и 15 осуществляется декрементация (уменьшение на 1) содержимогосчетчика числа оставшихся отсчетов, а в блоках 10 и 16 – проверка на равенство егонулю. Нулевое содержимое счетчика (регистра С) означает окончание программы.Поскольку число отсчетов четно, то первую проверку (блок 10) можно изъять изпрограммы. Ее включение делает программу более универсальной. В блоке 14осуществляется пересылка содержимого регистров в соответствии с принятымсоглашением, подготавливающая следующий цикл.–9–НАЧАЛО1)С = Х12)3);В = Х2А=СА=А-В4)Y1 = A5)A=C6)E = XK7)A=A–B–B+E; C = 18; D = XK+18)YK = A9)C=C–1ДА10) C = 0 ?НЕТ11)12)13)14)15)НЕТA=BA=A–E–E+DYK+1 = AA=E;B=DC=C–116) C = 0ДАКОНЕЦРис.
1– 10 –Структурная схема рис.1 не содержит указаний на способ адресации ячеекпамяти, однако из принятых соглашений о регистрах, ясно, что входные и выходныемассивы будут адресоваться косвенно – первый как стек, второй – через парурегистров H –L. Во втором случае нужно своевременно инкрементировать (увеличитьна 1) содержимое H-L перед записью очередного отсчета в память.Текст программы на языке ассемблера представлен на рис.2. Псевдокомандой(директивой) ассемблера EQU определяется значение адреса массива входныхотсчетов ВХ, а псевдокомандой DS – резервируется 19 байт под массив выходныхотсчетов. Все числовые значения (адреса и непосредственные операнды) могутзаписываться в программе либо шестнадцатеричными символами с префиксом h’,либо десятичными – без префикса или двоичными с префиксом – b’.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
