dsPIC30F33F程序員參考手冊(cè)高性能數(shù)字信號(hào)控制器

　　dsPIC30F 和 dsPIC33F 器件采用改進(jìn)的哈佛架構(gòu)內(nèi)核，數(shù)據(jù)線寬度為 16 位，采用增強(qiáng)指令集，包含對(duì) DSP 的支持。內(nèi)核采用具有可變長度操作碼字段的 24 位指令字。程序計(jì)數(shù)器 （PC）為 23 位寬，可對(duì)最大為 4M x 24 位的用戶程序存儲(chǔ)空間進(jìn)行尋址。單周期指令預(yù)取機(jī)制用來幫助維持吞吐量并提供可預(yù)測(cè)的執(zhí)行。大多數(shù)指令都在單個(gè)周期內(nèi)執(zhí)行。使用 DO 和 REPEAT 指令支持無開銷的程序循環(huán)結(jié)構(gòu)，這兩個(gè)指令在任何時(shí)候都可被中斷。 dsPIC30F 和 dsPIC33F 擁有 16 個(gè) 16 位工作寄存器。每個(gè)工作寄存器可作為數(shù)據(jù)、地址或偏移量寄存器。第 16 個(gè)工作寄存器 （W15）用作中斷和調(diào)用時(shí)的軟件堆棧指針。 dsPIC30F 和 dsPIC33F 架構(gòu)具有相同的指令集。包括兩類指令：MCU 類指令和 DSP 類指令。該架構(gòu)將這兩類指令進(jìn)行了無縫集成，所有指令的執(zhí)行均由同一個(gè)執(zhí)行單元來實(shí)現(xiàn)。該指令集包括多種尋址模式，且設(shè)計(jì)為確保最佳的 C 編譯器效率。數(shù)據(jù)空間可尋址為 32K 字或 64KB，被分成兩塊，稱為 X 和 Y 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。每個(gè)存儲(chǔ)塊有各自獨(dú)立的地址發(fā)生單元（Address Generation Unit，AGU）。MCU 類指令只通過 X 數(shù)據(jù)空間 AGU 進(jìn)行操作，可將整個(gè)存儲(chǔ)器映射作為一個(gè)線性數(shù)據(jù)空間訪問。那些具有兩個(gè)源操作數(shù)的 DSP 類指令通過 X 和 Y 的 AGU 進(jìn)行操作，這將數(shù)據(jù)地址空間分成兩個(gè)部分，X 和 Y 數(shù)據(jù)空間的邊界視具體器件而定?？梢赃x擇以 16K 程序字為邊界 （由 8 位程序空間可視性頁 （Program Space Visibility Page， PSVPAG）寄存器定義）將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的高 32KB 映射到程序存儲(chǔ)空間。程序存儲(chǔ)空間到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的映射功能讓任何指令都能象訪問數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間一樣訪問程序存儲(chǔ)空間，這對(duì)于數(shù)據(jù)常數(shù)的存放是非常有用的。 X 和 Y 地址空間都支持無開銷循環(huán)緩沖區(qū) （模尋址）。模尋址省去了 DSP 算法的軟件邊界檢查開銷。此外， X AGU 的循環(huán)尋址可以與任何 MCU 類指令一起使用。 X AGU 還支持位反轉(zhuǎn)尋址，大幅簡化了基為 2 的 FFT 算法對(duì)輸入或輸出數(shù)據(jù)的重新排序。該款器件內(nèi)核支持固有（無操作數(shù)）尋址、相對(duì)尋址、立即數(shù)尋址、存儲(chǔ)器直接尋址、寄存器直接尋址、寄存器間接尋址以及寄存器偏移量尋址模式。根據(jù)功能性要求的不同，每一條指令都與預(yù)先定義的尋址模式組相關(guān)聯(lián)。任何一條指令可支持多達(dá) 7 種尋址模式。對(duì)于大多數(shù)指令， dsPIC30F/33F 可在每一指令周期內(nèi)執(zhí)行數(shù)據(jù) （或程序數(shù)據(jù)）存儲(chǔ)器讀、工作寄存器（數(shù)據(jù)）讀、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫以及程序（指令）存儲(chǔ)器讀操作。因此可支持 3 操作數(shù)指令 ， 即允許在單個(gè)周期內(nèi)執(zhí)行 A + B = C 操作 。 DSP 引擎具備一個(gè)高速17位×17位乘法器、一個(gè)40 位ALU、兩個(gè)40 位飽和累加器和一個(gè)40位雙向桶形移位寄存器。該桶形移位寄存器在單個(gè)周期內(nèi)至多可將一個(gè) 40 位的值右移 16 位或左移 16 位。 DSP 類指令可以無縫地與所有其他指令一起操作，設(shè)計(jì)為可實(shí)現(xiàn)最佳的實(shí)時(shí)性能。 MAC 類指令和其他相關(guān)指令可以同時(shí)從存儲(chǔ)器中取出兩個(gè)數(shù)據(jù)操作數(shù)并將兩個(gè)工作寄存器相乘。這要求數(shù)據(jù)空間對(duì)于這些指令拆分為兩塊，但對(duì)所有其他指令保持線性。這是通過為每個(gè)地址空間指定某些工作寄存器，以透明和 靈活的方式實(shí)現(xiàn)的。 dsPIC30F 具有向量異常機(jī)制，可支持最多 8 個(gè)不可屏蔽陷阱源和最多 54 個(gè)中斷源。 dsPIC33F 具有相似的向量異常機(jī)制，不同的是可支持最多 118 個(gè)中斷源。兩個(gè)系列都可為每個(gè)中斷源分配 7 個(gè)優(yōu)先級(jí)之一。