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TMS320C62X DSP的混合编程研究

2016-05-10 01:02 摘要：目前，Ｃ语言和汇编语言的混合编程已经在ＴＩ公司的ＴＭＳ３２０Ｃ６２Ｘ上成为一种最流行的编程方法。阐述了基于ＴＭＳ３２０Ｃ６２Ｘ的Ｃ语言和汇编语言混合编程应遵循的接口规范以及并行汇编代码的编写。给出了一个基于ＴＭＳ３２０Ｃ６２Ｘ的运动补偿的混合编程设计实例。

ＴＭＳ３２０Ｃ６２Ｘ是美国德州仪器公司煟裕桑牭男乱淮高性能定点数字信号处理器（ＤＳＰ）芯片。基于ＤＳＰ的软件设计问题，就是采用编程语言进行算法实现并使程序效率尽量满足实时性要求。ＴＩ ＤＳＰ的软件设计可以采用汇编语言、高级语言煟茫Ｃ＋＋犚约埃糜镅杂牖惚嘤镅缘幕旌媳喑獭Ｍ耆采用汇编语言编程复杂性高、开发周期长，而完全采用Ｃ语言编程则程序的执行效率相对较低，不能满足实时性的要求。为了设计出性价比最好、开发周期较短、比较复杂的ＤＳＰ系统，可以采用混合语言编程，把Ｃ语言和汇编语言的优点有效地结合起来。Ｃ语言和汇编语言的混合编程有三种形式：在编写Ｃ语言代码中插入汇编语句熤恍柙诨惚嘤锞淞奖呒由纤引号和括号，在括号前面加上标识ａｓｍ，如ａｓｍ煛盎惚嘤锞洹保牐辉诒嘈矗么码的过程中调用内联函数煟裕停樱常玻埃茫叮玻刂杏幸恍┲苯佑成湮内联的Ｃ６０００指令的特殊函数，内联函数用前下划线煟撸牨硎荆使用时同调用Ｃ语言的库函数一样调用它，如ｂ＝＿ｎａｓｓｅｒｔ煟危荆剑保埃牐换惚啻码以Ｃ代码可以调用的函数出现。本文采用第三种形式。为了使程序代码的执行具有尽可能高的执行效率，本文将着重点放在并行汇编代码的编程，而不是线性汇编代码的编程。

１ Ｃ语言与汇编语言混合编程的接口规范和标准

用Ｃ语言编写的代码中核心代码常常只是整个程序代码的５％，但是却占用了整个程序约９５％的执行时间。对这些核心代码采用汇编语言编写，可以大大提高代码的执行效率，而Ｃ语言程序可以象调用Ｃ程序的一个函数那样去调用这个汇编函数。为了实现Ｃ语言和汇编语言的混合编程，需要注意一些规定的接口规范和标准。

（１）采用Ｃ语言和汇编语言混合编程时，ＴＭＳ３２０Ｃ６２Ｘ定义了一套严格的寄存器规则。这个寄存器规则表明了编译器如何使用这些寄存器以及在函数调用过程中如何保护这些寄存器。

调用函数保护了寄存器Ａ０～Ａ９和Ｂ０～Ｂ９，这就使得在编写汇编程序的时候可以任意的使用这几个寄存器而不需保护它们。但当使用到寄存器Ａ１０～Ａ１５或Ｂ１０～Ｂ１５的时候，则必须自行对它们进行保护。长型、双精度型或者是长双精度型的数据对象要放在一个奇／偶寄存器对（如Ａ１：Ａ０）里，奇数寄存器存放着数据的符号位、指数位和最高有效位，而偶数寄存器则存放着低有效位。

在默认情况下，Ａ３用作返回结构指针寄存器，Ｂ３用作被调用函数返回地址寄存器，Ａ１５用作帧指针寄存器，Ｂ１４用作数据页指针寄存器，Ｂ１５用作堆栈指针寄存器。这些寄存器在被调用的汇编函数中用到时都要进行保护。

（２）调用函数将参数传递到被调用函数中，前十个参数将被从左到右依次放入寄存器Ａ４、Ｂ４、Ａ６、Ｂ６、Ａ８、Ｂ８、Ａ１０、Ｂ１０、Ａ１２和Ｂ１２，如果传递的参数是长型、双精度型或者是长双精度型，则将参数依次放入寄存器组Ａ５：Ａ４、Ｂ５：Ｂ４、Ａ７：Ａ６等，并将剩下的变量按相反的顺序放在堆栈里。注意，如果传递的参数是一个结构类型的参数，则传递的是该结构类型的地址。

（３）如果在Ｃ／Ｃ＋＋调用函数中做了正确的函数返回声明，则被调用的汇编函数可以返回有效值。如果返回值是整型或３２位的浮点型，则放在寄存器Ａ４中返回；如果返回值是双精度或是长双精度型，则放在Ａ５：Ａ４中返回；如果返回值是一个结构类型，则将其结构的地址放在Ａ３中返回。