5汇编语言编程举例课件.ppt

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Smem,pmad,；,pmad=Smem 2/4,pmad,为,16,位立即数程序存储器地址；,dmad,为,16,位立即数数据存储器地址；,Smem,为数据存储器地址；,Xmem,、,Ymem,为双操作数数据存储器地址，,Xmem,从,DB,数据总线上读出。,Ymem,从,CB,数据总线上读出。,（,3,）数据存储器,MMR,这类指令有：,MVDM dmad,MMR,；指令的字数,/,执行周期,2/2,MVMD MMR,dmad,；,dmad=MMR 2/2,MVMM mmrx,mmry,；,mmry=mmrx 1/1,（,4,）程序存储器（,Acc,）数据存储器,包括：,READA Smem,；,Smem=prog(A)1/5,WRITA Smem,；,prog(A)=Smem 1/5,mmrx,mmry,为,AR0,AR7,或,SP,；,MMR,为任何一个存储器映象寄存器；,例,5-6,将数组,x5,初始化为,1,2,3,4,5,。,.data,；定义初始化数据段起始地址,TBL:.word 1,2,3,4,5,；为标号地址,TBL,；开始的,5,个单元赋初值,.sect “.vectors”,；定义自定义段，并获,；得该段起始地址,B START,；无条件转移到标号为,START,的地址,.bss x,5,；为数组,x,分配,5,个存储单元,.text,；定义代码段起始地址,START:STM#x,AR5,；将,x,的首地址存入,AR5,RPT#4,；设置重复执行,5,次下条指令,MVPD TBL,*AR5+,；将,TBL,开始的,5,个值传给,x,（,1,）程序存储器数据存储器,start:STM#0,SWWSR,；复位,SWWSR,STM#STACK+30H,SP,；初始化堆指针,STM#x,AR1,；将目的地首地址赋给,AR1,RPT#19,；设定重复传送的次数为,20,次,MVPD table,*AR1+,；程序存储器传送到数,；据存储器,STM#x,AR2,；将,x,的首地址存入,AR2,STM#y,AR3,；将,y,的首地址存入,AR3,RPT#19,；设置重复执行,20,次下条指令,MVDD *AR2+,*AR3+,；将地址,x,开始的,20,个值,；复制到地址,y,开始的,20,个单元,end:B end,.end,用间接寻址方式获得操作数，且辅助寄存器只用,AR2,AR5,；,占用程序空间小；,运行速度快。,4,双操作数乘法,特,点,例,5-8,编制求解 的程序。,利用双操作数指令可以节省机器周期。迭代次数越多，节省的机器周期数也越多。本例中，在每次循环中，双操作数指令都比单操作数指令少用一个周期，节省的总机器周期数,=1T*N,（迭代次数）,=NT,。,在单个周期内同时利用,C,总线和,D,总线，得到,32,位操作数。,5,长字运算,特,点,使用长操作数指令时，按指令中给出的地址存取的总是高,16,位操作数。这样，有两种数据排列方法：,（,1,）偶地址排列法,指令中给出的地址为偶地址，存储器中低地址存放高,16,位操作数。,如：,DLD *AR3+,A,执行前：,A=00 0000 0000,执行后：,A=00 6CAC BD90,AR3=0100 AR3=0102,（,0100h,）,=6CAC,（高字）（,0100h,）,=6CAC,（,0101h,）,=BD90,（低字）（,0101h,）,=BD90,（,2,）奇地址排列法,指令中给出的地址为奇地址，存储器中低地址存放低,16,位操作数。,如：,DLD *AR3+,A,执行前：,A=00 0000 0000,执行后：,A=00 BD90 6CAC,AR3=0101 AR3=0103,（,0100h,）,=6CAC,（低字）（,0100h,）,=6CAC,（,0101h,）,=BD90,（高字）（,0101h,）,=BD90,推荐采用偶地址排列法，将高,16,位操作数放在偶地址存储单元中。如：,程序存储器,.long 12345678 h,；偶地址：,1234,；奇地址：,5678,数据存储器,.bss xhi,2,1,1,；偶地址：,xhi,；奇地址：,xlo,变量名称 字长 页邻接 偶地址排列法,例,5-9,计算,Z,32,=X,32,+Y,32,。,标准运算 长字运算,LD xhi,16,A DLD xhi,A,ADDS xlo,A,DADD yhi,A,ADD yhi,16,A,DST A,zhi,ADDS ylo,A,（,3,个字，,3,个,T,）,STH A,Zhi,STL A,Zlo,（,6,个字，,6,个,T,）,(1),并行运算指同时利用,D,总线和,E,总线。其中，,D,总线用来执行加载或算术运算，,E,总线用来存放先前的结果。,(2),并行指令都是单字单周期指令。,(3),并行运算时所存储的是前面的运算结果，存储之后再进行加载或算术运算。,(4),并行指令都工作在累加器的高位。,6,并行运算,特,点,表,5-1,并行指令举例,指 令,指 令,举 例,操作说明,并行加载和乘法指令,LDMACR,LDMASR,LD Xmem,dst,MACR Ymem,dst,dst=Xmem,（,16-ASM,）,dst=Xmem,（,16-ASM,）,dst=dst+T*Xmem,并行存储和加,/,减法指令,STADD,STSUB,ST src,Ymem,ADD Xmem,dst,Ymem=src,（,16-ASM,）,dst=dst+Xmem,.text,start:STM#0,SWWSR,STM#STACK+10H,SP,STM#x,AR1,RPT#5,MVPD table,*AR1+,STM#x,AR5,；将第一组变量的首地址传给,AR5,STM#d,AR2,；将第二组变量的首地址传给,AR2,LD#0,ASM,；设置,ASM=0,LD *AR5+,16,A,；将,x,的值左移,16,位放入,A,的高端字,ADD *AR5+,16,A,；将,y,值左移,16,位与,A,的高端字,x,相加,ST A,*AR5,；将,A,中的和值右移,16,位存入,z,中,LD *AR2+,B,；将,d,的值左移,16,位放入,B,的高端字,ADD *AR2+,16,B,；将,e,值左移,16,位与,B,的高端字,d,相加,STH B,*AR2,；将,B,的高端字中的和值存入,f,中,end:B end,.end,9,小数运算,整数运算的问题,（,1,）两个,16,位整数相乘，乘积总是“向左增长”。这意味着多次相乘后，乘积将会很快超出定点器件的数据范围。,（,2,）保存,32,位乘积到存储器，要开销,2,个机器周期以及,2,个字的存储器单元。,（,3,）由于乘法器都是,16,位相乘，因此很难在后续的递推运算中，将,32,位乘积作为乘法器的输入。,小数运算的优点,（,1,）乘积总是“向右增长”。这就味着超出定点器件数据范围的将是不太感兴趣的部分。,（,2,）既可以存储,32,位乘积，也可以存储高,16,位乘积，这就允许用较少的资源保存结果。,（,3,）可以用于递推运算。,小数运算与整数运算的比较,在汇编语言中，是不能直接写入十进制小数的，可写为整数运算式。,如果要定义一个系数,0.707,，可以写成：,.word 32768*707/1000,不能写成,32768*0.707,。,注意,Q,格式表示法,在,Q,格式中，,Q,之后的数字（如,Q15,格式中的,15,）决定小数点右边有多少位二进制位，故,Q15,表示在小数点后有,15,位小数。当用一个,16,位的字来表示,Q15,格式时，在,MSB,（最高位）的右边有一个小数点，而,MSB,表示符号位。所以,Q15,的表示数字可表示范围从,+1,（以,+0.999997,表示）到,-1,的值。,通过合适的,Q,格式，可以把数值根据所需的精确度做适当地转换，以便定点数的,DSP,也可以处理高精度的浮点数。下面以,Q15,为例，说明转换的过程。,1,）,先确定准备转换的十进制数值,N,，是在,Q15,格式的数值范围之间，即,-1.000000N+0.999997,。,2,）数值,N,乘以,2,15,，即,N=N2,15,=N32768,3,）把步骤,2,）的结果加,2,16,，即,N=N+2,16,=N+65536,。,4,）步骤,3,）的结果转换成十六进制，并把第,17,位舍弃掉，得到的结果就是,N,的,Q15,转换值。,以字长为,4,位和,8,位累加器为例，先看一个小数乘法的例子。,0 1 0 0,（,0.52,3,0.5=,（,4,）,10,=,（,0100,）,2,）,1 1 0 1,（,-0.3752,3,（,-0.375,）,=,（,-3,）,10,0 1 0 0,=,（,1101,）,补,）,0 0 0 0,0 1 0 0,1 1 0 0,（,-0100,）,1 1 1 0 1 0 0,（,-0.1875=-12/2,6,-12=,（）,补,）,（,2,）小数乘法与冗余符号位,上述乘积是,7,位，当将其送到,8,位累加器时，为保持乘积的符号，必须进行符号位扩展，这样，累加器中的值为（,-0.09375=-12/2,7,），出现了冗余符号位。原因是：,S x x x,（,Q3,）,S y y y,（,Q3,）,S S z z z z z z,（,Q6,格式）,即两个带符号数相乘，得到的乘积带有,2,个符号位，造成错误的结果。,同样，对于两个十六位数相乘，乘积只有,30,位，在最高的两位也是符号位，同样会造成错误的结果。,解决冗余符号的办法是：在程序中设定状态寄存器,ST1,中的,FRCT,（小数方式）位,1,，在乘法器将结果传送至累加器时就能自动地左移,1,位，累加器中的结果为：,zzzzzz0,（,Q7,格式），即（,-0.1875=-24/2,7,-24=,（）,补,），自动地消去了两个带符号数相乘时产生的冗余符号位。所以在小数乘法编程时，应当事先设置,FRCT,位：,SSBX FRCT,MPY *AR2,*AR3,A,STH A,Z,这样，,C54x,就完成了,Q15*Q15=Q15,的小数乘法。,table:.word 1*32768/10,；在,table,开始的,8,个,.word 2*32768/10,；地址放数据,.word -3*32768/10,.word 4*32768/10,.word 8*32768/10,.word 6*32768/10,.word -4*32768/10,.word -2*32768/10,.text,；定义可执行程序代码段,start:SSBX FRCT,；设置,FRCT,位，表示进行小数乘,STM#x,AR1,；将,x,的首地址传给,AR1,RPT#7,；重复,8,次下条指令,MVPD table,*AR1+,；将程序空间,8,个数传给数据存储器,STM#x,AR2,；将数据存储器第一个数,x,1,的地址传给,AR2,STM#a,AR3,；将数据存储器第五个数,a,1,的地址传给,AR3,RPTZ A,#3,；将,A,清零，重复,4,次下条指令,MAC *AR2+,*AR3+,A,；执行乘法累加和，结果放在,A,中,STH A,y,；将,A,的高端字存入结果,y,，低端字省去,end:B end,；原处循环等待,.end,结果,y=0 x1EB7,。转换为十进制数：,y=,（,116,3,+1416,2,+1116,1,+716,0,）,/32768=0.24,10,除法运算,方法：减法指令加重复指令实现无符号运算,（,1,）当被除数除数 此时商为小数。,（,2,）当被除数除数时 商为整数。,第三节 用,DSP,实现,FIR,滤波器,1,FIR,滤波器基本概念,1.,FIR,滤波器没有反馈回路，因此它是无条件稳定系统，其单位冲激响应,h,（,n,）是一个有限长序列。,2.,FIR,滤波算法实际上是一种乘法累加运算。,要,点,2.,用线性缓冲区法实现,z-1,的,FIR,滤波器设计,对于,N,级的,FIR,滤波器，在数据存储器中开辟一个称之为滑窗的,N,个单元的缓冲区，存放最新的,N,个输入样本；从最老的样本开始，每读一个样本后，将此样本向下移位，读完最后一个样本后，输入最新样本至缓冲区的顶部。,用线性缓冲区实现,z,-1,的优点是，新老数据在存储器中存放的位置直接明了。,特点,C54x,片内没有,I/O,资源，,CPU,通过外部译码可以寻址,64K,的,I/O,单元。,有两条实现输入和输出的指令：,PORTR PA,Smem,；将为,PA,的端口内容送,；数据存储器,Smem,PORTW Smem,PA,；将地址为,Smem,的数据,；存储器内容送端口,PA,数据的输入,/,输出,N=6,的线性缓冲区存储器图,使用存储器延时指令,DELAY,，可以将数据存储单元中的内容向较高地址的下一单元传送。,实现,z,-1,的运算指令为：,DELAY Smem,；（,Smem,）,Seme+1,，即数据存储,；器单元的内容送下一高地址单元,DELAY *AR2,；,AR2,指向源地址，即将,AR2,所指单,；元内容复制到下一高地址单元中,存储器的延时操作,延时指令与其它指令,的,结合,LT+DELAYLTD,指令 ；单数据存储器的值装入,；,T,寄存器并送下一单元延时,MAC+DELAYMACD,指令；操作数与程序存储器值相乘,；后累加并送下一单元延时,例,5-25,编写,N=5,，,y,（,n,）,=a,0,*x,（,n,）,+a,1,*x,（,n-1,）,+a,2,*x,（,n-2,）,+a,3,*x,（,n-3,）,+a,4,*x,（,n-4,）的计算程序。,先将系数,a,0,a,4,存放在数据存储器中，然后设置线性缓冲区，用以存放输入和输出数据。,(1),用线性缓冲区和直接寻址方法实现,FIR,线性缓冲区安排,.title“FIR1.ASM”,；定义源程序名,.mmregs,；定义存储器映象寄存器,.def start,；定义语句标号,start,.bss y,1,；为结果,y,预留,1,个单元的空间,XN .usect“XN”,1,；在自定义的未初始化段“,XN”,XNM1.usect“XN”,1,；中保留,5,个单元的空间,XNM2.usect“XN”,1,XNM3.usect“XN”,1,XNM4.usect“XN”,1,A0 .usect“A0”,1,；在自定义的未初始化段“,A0”,A1 .usect“A0”,1,；中保留,5,个单元的空间,A2 .usect“A0”,1,A3 .usect“A0”,1,A4 .usect“A0”,1,PA0 .set 0,；定义,PA0,为输出端口,PA1 .set 1,；定义,PA1,为输入端口,.data,table:.word 1*32768/10,；假定程序空间有五个参数,.word -3*32768/10,.word 5*32768/10,.word -3*32768/10,.word 1*32768/10,.text,start:.SSBX FRCT,；设置进行小数相乘,STM#A0,AR1,；,将数据空间用于放参数的首地址送,AR1,RPT#4,；重复下条指令,5,次传送,MVPD table,*AR1+,；传送程序空间的参数到数据空间,LD#XN,DP,；设置数据存储器页指针的起始位置,PORTR PA1,XN,；,从数据输入端口,I/O,输入最新数据,x,（,n,）,FIR1:LD XNM4,T,；,x,（,n-4,）,T,MPY A4,A,；,a,4,*x,（,n-4,）,A,LTD XNM3,；,x,（,n-3,）,T,x,（,n-3,）,x,（,n-4,）,MAC A3,A,；,A+a,3,*x,（,n-3,）,A,LTD XNM2,；,x,（,n-2,）,T,x,（,n-2,）,x,（,n-3,）,MAC A2,A,；,A+a,2,*x,（,n-2,）,A,LTD XNM1,；,x,（,n-1,）,T,x,（,n-1,）,x,（,n-2,）,MAC A1,A,；,A+a,1,*x,（,n-1,）,A,LTD XN,；,x,（,n,）,T,x,（,n,）,x,（,n-1,）,MAC A0,A,；,A+a,0,*x,（,n,）,A,STH A,y,；保存,y,（,n,）的高字节,PORTW y,PA0,；输出,y,（,n,）,BD FIR1,；执行完下条指令后循环,PORTR PA1,XN,；输入,x,（,n,）,.end,vectors.obj,fir1.obj,-o fir1.out,-m fir1.map,-e start,MEMORY ,PAGE 0:EPROM:org=01OOOH len=01000H,VECS:org=03F80H len=00080H,PAGE 1:SPRAM:org=00060H len=00020H,DARAM:org=00080H len=01380H ,SECTIONS,.vectors:VECS PAGE 0,.text:EPROM PAGE 0,.data:EPROM PAGE 0,.bss:SPRAM PAGE 1,.XN:DARAM align(8)PAGE 1,.A0:DARAM align(8)PAGE 1 ,(2),用线性缓冲区和间接寻址方法实现,FIR,例,5-26,编写,y,（,n,）,=a,0,*x,（,n,）,+a,1,*x,（,n-1,）,+a,2,*x,（,n-2,）,+a,3,*x,（,n-3,）,+a,4,*x,（,n-4,）的计算程序，其中,N=5,。,将系数,a,0,a,4,存放在数据存储器中，并设置线性缓冲区存放输入数据。利用,AR1,和,AR2,分别作为间接寻址线性缓冲区和系数区的辅助寄存器。,.title“FIR2.ASM”,；定义源程序名,.mmregs,；定义存储器映象寄存器,.def start,；定义语句标号,start,.bss y,1,；为结果,y,预留,1,个单元的空间,x .usect“x”,5,；,在自定义的未初始化段“,x”,中保留,5,个单元的空间,a .usect“a”,5,；,在自定义的未初始化段“,a”,中保留,5,个单元的空间,PA0 .set 0,；定义,PA0,为输出端口,PA1 .set 1,；定义,PA1,为输入端口,.data,table:.word 2*32768/10,；假定程序空间有五个参数,.word -3*32768/10,.word 4*32768/10,.word -3*32768/10,.word 2*32768/10,.text,start:STM#a,AR2,；将数据空间用于放参数,；的首地址送,AR2,RPT#4,；重复下条指令,5,次传送,MVPD table,*AR2+,；,传送程序空间的参数到数据空间,STM#x+4,AR1,；,AR1,指向,x,（,n-4,）,STM#a+4,AR2,；,AR2,指向,a,4,STM#4,AR0,；指针复位值,4AR0,SSBX FRCT,；小数相乘,LD#x,DP,；设置数据存储器页指针,；的起始位置,PORTR PA1,x,；,从端口,PA1,输入最新值,x,（,n,）,FIR2:LD *AR1-,T,；,x,（,n-4,）,T,MPY *AR2-,A,；,a,4,*x,（,n-4,）,A,LTD *AR1-,；,x,（,n-3,）,T,x,（,n-3,）,x,（,n-4,）,MAC *AR2-,A,；,A+a,3,*x,（,n-3,）,A,LTD *AR1-,；,x,（,n-2,）,T,x,（,n-2,）,x,（,n-3,）,MAC *AR2-,A,；,A+a,2,*x,（,n-2,）,A,LTD *AR1-,；,x,（,n-1,）,T,x,（,n-1,）,x,（,n-2,）,MAC *AR2-,A,；,A+a,1,*x,（,n-1,）,A,LTD *AR1,；,x,（,n,）,T,x,（,n,）,x,（,n-1,）,MAC *AR2+0,A,；,A+a,0,*x,（,n,）,A,AR2,复原，指向,a,4,STH A,y,；保存运算结果的高位字到,y,（,n,）,PORTW y,（,n,）,PA0,；将结果,y,（,n,）输出到端口,PA0,BD FIR2,；执行完下条指令后，从,FIR2,开始循环,PORTR PA1,*AR1+0,；输入新值,x,（,n,）,AR1,复原指向,x+4,.end,(3),用线性缓冲区和带移位双操作数寻址方法实现,FIR,例,5-27,编写,y,（,n,）,=a,0,*x,（,n,）,+a,1,*x,（,n-1,）,+a,2,*x,（,n-2,）,+a,3,*x,（,n-3,）,+a,4,*x,（,n-4,）的计算程序，其中,N=5,。,与前面的编程不同，本例中，系数,a,0,a,4,存放在程序存储器中，输入数据存放在数据存储器的线性缓冲区中。乘法累加利用,MACD,指令，该指令完成数据存储器单元与程序存储器单元相乘，并累加、移位的功能。,.title“FIR3.ASM”,；定义源程序名,.mmregs,；定义存储器映象寄存器,.def start,；定义语句标号,start,.bss y,1,；为结果,y,预留,1,个单元的空间,x .usect“x”,6,；在自定义的未初始化,；段“,x”,中保留,6,个单元,PA0,.set 0,；定义,PA0,为输出端口,PA1 .set 1,；定义,PA1,为输入端口,.data,COEF:.word 1*32768/10,；假定程序空间有五个参数,a4,.word -4*32768/10,；,a3,.word 3*32768/10,；,a2,.word -4*32768/10,；,a1,.word 1*32768/10,；,a0,.text,start,：,SSBX FRCT,；小数乘法,STM#x+5,AR1,；,AR1,指向,x,（,n-4,）,STM#4,AR0,；设置,AR1,复位值,LD#x+1,DP,；,设置数据存储器页指针的起始位置,PORTR PA1,x+1,；输入最新值,x,（,n,）,FIR3,：,RPTZ A,#4,；,累加器,A,清,0,设置重复下条指令,5,次,MACD *AR1-,COEF,A,；,x,（,n-4,）,T,A=x,（,n-4,）*,a,4,+A,；,（,PAR,）,+1PAR,x,（,n-4,）,x,（,n-5,）,STH A,*AR1,；暂存结果到,y,（,n,）,PORTW *AR1+,PA0,；,输出,y,（,n,）到,PA0,，,AR1,指向,x,（,n,）,BD FIR3,；执行下条指令后循环,PORTR PA1,*AR1+0,；,输入新数据到,x,（,n,）,AR1,指向,x,（,n-4,）,在数据存储器中开辟一个称之为滑窗的,N,个单元的缓冲区，滑窗中存放最新的,N,个输入样本；每次输入新样本时，以新样本改写滑窗中的最老的数据，而滑窗中的其它数据不作移动；利用片内,BK,（循环缓冲区长度）寄存器对滑窗进行间接寻址，循环缓冲区地址首尾相邻。,利用循环缓冲区实现,Z,-1,的优点是不需要移动数据，不存在一个机器周期中要求能一次读和一次写的数据存储器，因而可以将循环缓冲区定位在数据存储器的任何位置（线性缓冲区要求定位在,DARAM,）。,特点,3.,用循环缓冲区法实现,z,-1,的,FIR,滤波器设计,N=6,的循环缓冲区存储器图,用循环缓冲区和双操作数寻址方法实现,FIR,举例,例,5-28,编写,y,（,n,）,=a,0,*x,（,n,）,+a,1,*x,（,n-1,）,+a,2,*x,（,n-2,）,+a,3,*x,（,n-3,）,+a,4,*x,（,n-4,）的计算程序，其中,N=5,。,本例中，存放,a,0,a,4,的系数表以及存放数据的循环缓冲区均设在,DARAM,中。,.title “FIR4.ASM”,；给汇编程序取名,.mmregs,；定义存储器映象寄存器,.def start,；定义标号,start,的起始位置,.bss y,1,；为未初始化变量,y,保留空间,xn .usect “xn”,5,；自定义,5,个单元空间的数据段,xn,a0 .usect “a0”,5,；自定义,5,个单元空间的数据段,a0,PA0 .set 0,；设置数据输出端口,I/O,，,PA0=0,PA1 .set 1,；设置数据输入端口,I/O,，,PA1=1,.data,table:.word 1*32768/10,；,a,0,=0.1=0 x0CCC,.word 2*32768/10,；,a,1,=0.2=0 x1999,.word 3*32768/10,；,a,2,=0.3=0 x2666,.word 4*32768/10,；,a,3,=0.4=0 x3333,.word 5*32768/10,；,a,4,=0.5=0 x4000,.text,start:SSBX FRCT,；小数乘法,STM#a0,AR1,；,AR1,指向,a0,RPT#4,；从程序存储器,table,开始的地址传送,MVPD table,*AR1+,；,5,个系数至数据空间,a0,开始的数据段,STM#xn+4,AR3,；,AR3,指向,x,（,n-4,）,STM#a0+4,AR4,；,AR4,指向,a4,STM#5,BK,；设循环缓冲区长度,BK=5,STM#-1,AR0,；,AR0=-1,双操作数减量,LD#xn,DP,；,设置数据存储器页指针的起始位置,PORTR PA1,xn,；输入新数据到,x,（,n,）,FIR4:RPTZ A,#4,；,A,清,0,重复执行下条指令,5,次,MAC *AR3+0%,*AR4+0%,A,；系数与输入数据双,；操作数相乘并累加,STH A,y,；保存结果的高字节到,y,（,n,）,PORTW y,PA0,；输出,y,（,n,）到端口,PA0,BD FIR4,；执行完下条指令后循环,PORTR PA1,*AR3+0%,；,从端口,PA1,输入新数据到,x,（,n,）,.end,4.,系数对称,FIR,滤波器设计,系数对称的,FIR,滤波器具有线性相位特性，这种滤波器是用得最多的,FIR,滤波器，特别是对相位失真要求很高的场合。,如果,FIR,滤波器的,h,（,n,）是实数，且满足偶对称,h,（,n,）,=h,（,N-1-n,）或奇对称,h,（,n,）,=-h,（,N-1-n,）的条件，则滤波器具有线性相位特性。,一个对称,FIR,滤波器满足,h,（,n,）,=h,（,N-1-n,）。,例如，,N=8,的,FIR,滤波器，其输出方程为：,y,（,n,）,=h,0,x,（,n,）,+h,1,x,（,n-1,）,+h,2,x,（,n-2,）,+h,3,x,（,n-3,）,+h,3,x,（,n-4,）,+h,2,x,（,n-5,）,+h,1,x,（,n-6,）,+h,0,x,（,n-7,）,总共有,8,次乘法和,7,次加法。如果利用对称性，可将其改写成：,y,（,n,）,=h,0,x,（,n,）,+x,（,n-7,）,+h,1,x,（,n-1,）,+x,（,n-6,）,+h,2,x,（,n-2,）,+x,（,n-5,）,+h,3,x,（,n-3,）,+x,（,n-4,）,变成,4,次乘法和,7,次加法。可见乘法运算的次数少了一半。这是对称,FIR,的以一个优点。,对称,FIR,滤波器的实现可按如下步骤进行：,(1),将数据存储器分为新旧两个循环缓冲区，,New,循环缓冲区中存放,N/2=4,个新数据；,Old,循环缓冲区中存放,N/2=4,个老数据。每个循环缓冲区的长度为,N/2,。,(2),设置循环缓冲区指针，以,AR2,指向,New,循环缓冲区中最新的数据；以,AR3,指向,Old,循环缓冲区中最老的数据。,(3),在程序存储器中设置系数表。,(4),（,AR2,）,+,（,AR3,）,AH,（累加器,A,的高位），,AR2-1AR2,，,AR3-1AR3,。,(5),将累加器,B,清,0,，重复执行,4,次（,i=0,，,1,，,2,，,3,）下面的运算：,（,AH,）*系数,h,i,+,（,B,）,B,，系数指针（,PAR,）加,1,，,（,AR2,）,+,（,AR3,）,AH,，,AR2,和,AR3,减。,(6),保存和输出结果（结果在,BH,中）。,(7),修正数据指针，让,AR2,和,AR3,分别指向,New,循环缓冲区最新的数据和,Old,循环缓冲区中最老的数据。,(8),用,New,循环缓冲区中最老的数据替代,Old,循环缓冲区中最老的数据。,Old,循环缓冲区指针减,1,。,(9),输入一个新数据替代,New,循环缓冲区中最老的数据。,重复执行,(4),(9),步。,在编程中要用到系数对称有限冲激响应滤波器指令,FIRS,，其操作为：,FIRS Xmem,Ymem,Pmad,该指令执行,PmadPAR,（程序存储器地址寄存器）,当（,RC,）,0,（,B,）,+,（,A,（,32,16,）,（由,PAR,寻址,Pmem,）,B,（,Xmem,）,+,（,Ymem,）,16A,（,PAR,）,+1PAR,（,RC,）,-1RC,FIRS,指令在同一个机器周期内，通过,C,和,D,总线读,2,次数据存储器，同时通过,P,总线读一个系数。,例,5-29,设计对称,FIR,滤波器（,N=8,）。,.title“FIR5.ASM”,；给汇编程序取名,.mmregs,；定义存储器映象寄存器,.def start,；定义标号,start,的起始位置,.bss y,1,；为未初始化变量,y,保留空间,x_new.usect “DATA1”,4,；自定义,4,个单元的未初始化段,DTAT1,x_old.usect “DATA2”,4,；,自定义,4,个单元的未初始化段,DATA2,Size .set 4,；定义符号,size=4,PA0 .set 0,；设置数据输出端口,I/O,，,PA0=0,PA1 .set 1,；设置数据输入端口,I/O,，,PA1=1,.data,COEF.word 1*32768/10,2*32768/10,；,系数对称,只需,.word 3*32768/10,4*32768/10,；,给出,N/2=4,个系数,.text,start:LD#y,DP,；,设置数据存储器页指针的起始位置,SSBX FRCT,；小数乘法,STM#x_new,AR2,；,AR2,指向新缓冲区第,1,个单元,STM#x_old+,（,size-1,）,AR3,；,AR3,指向老缓,；冲区最后,1,个单元,STM#size,BK,；,设置循环缓冲区长度,BK=size,STM#-1,AR0,；循环控制增量,AR0=-1,PORTR PA1,#x_new,；从,I/O,输入端口,PA1,；输入数据到,x,（,n,）,FIR5:ADD *AR2+0%,*AR3+0%,A,；,AH=x,（,n,）,+,；,x,（,n-7,）（第一次）,RPTZ B,#,（,size-1,）；,B=0,下条指令执行,size,次,FIRS *AR2+0%,*AR3+0%,COEF,；,B+=AH*h,0,；,AH=x,（,n-1,）,+x,（,n-6,）,STH B,y,；保存结果到,y,PORTW y,PA0,；输出结果到,PA0,MAR *+AR2,（,2,）,%,；修正,AR2,指向新缓,；冲区最老的数据,MAR *AR3+%,；修正,AR3,指向老缓,；冲区最老的数据,MVDD *AR2,*AR3+0%,新缓冲区向老缓,；冲区传送一个数,BD FIR5,；执行完下条指令后转移,FIR5,并循环,PORTR PA1,*AR2,；输入新数据至新缓冲区,.end,IIR,滤波器设计,特 点,y,（,n,）由两部分构成：第一部分 是一个对,x,（,n,）的,M,节延时链结构，每节延时抽头后加权相加，是一个横向结构网络；第二部分 也是一个,N,节延时链的横向结构网络，不过它是对,y,（,n,）的延时，因此是个反馈网络。,若,a,i,=0,，,IIR,滤波器就变为,FIR,滤波器，其脉冲传输函数只有零点，系统总是稳定的，其单位冲激响应是有限长序列。而,IIR,滤波器的脉冲传递在,Z,平面上有极点存在，其单位冲激响应是无限长序列。,IIR,滤波器与,FIR,滤波器的一个重要区别是，,IIR,滤波器可以用较少的阶数获得很高的选择特性，所用的存储单元少，运算次数少，具有经济、高效的特点。但是，在有限精度的运算中，可能出现不稳定现象。而且，选择性越好，相位的非线性越严重，不像,FIR,滤波器可以得到严格的线性相位。因此，在相位要求不敏感的场合，如语言通信等，选用,IIR,滤波器较为合适；而对于图像信号处理、数据传输等以波形携带信息的系统，对线性相位要求较高，在条件许可的情况下，采用系数对称,FIR,滤波器较好。,2,二阶,IIR,滤波器的实现方法,3,个二阶节级联的六阶,IIR,滤波器,对于一个高阶的,IIR,滤波器，由于总可化成多个二阶基本节（或称二阶节）相级联或并联的形式,二阶节的标准形式由反馈通道和前向通道的差分方程构成：,反馈通道：,x0=w,（,n,）,=x,（,n,）,+A1*x1+A2*x2,前向通道：,y,（,n,）,=B0*x0+B1*x1+B2*x2,二阶节,IIR,滤波器,（,1,）二阶,IIR,滤波器的单操作数指令实现法,如