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XC166单片机的DSP程序优化方法
发布时间:2017-04-03 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]-
第2级--取指令。根据转移预测规则计算出下一条被取指令的指针。对于零机器周期转移，转移合并单元先预处理，并将检测到的转移与正在执行的指令结合起来。预取出的指令存在FIFO缓存器中，同时，下一条要执行的指令输出FIFO缓存器，进入执行流水线。
第3级--译码。指令被译码，如需要，在间接寻址模式中，寄存器文件将被访问，以读取通用寄存器GPR。
第4级--寻址。计算所有操作数地址，对于所有隐含访问系统堆栈的指令，堆栈指针递减或增加。
第5级--存储。所有需要的操作数被取出。
第6级--执行。使用已取出的操作数进行MAC单元操作。对于非MAC单元指令，在这一级中，指令将由算术逻辑单元(ALU)执行。条件标志被更新，执行所有直接对CPU特殊功能寄存器CPU_SFRs进行写操作的指令，在间接寻址时，作为地址指针的GPRs自动递减或增加。
第7级--写回。所有外部操作数以及剩余的，在内部DPRAM空间内的操作器被写回。定位在内部SRAM中的操作数进入写回缓冲区。
下面给出一个具体例子：
上面程序的指令流水线如表1所列，(Tn表示机器周期)
2.2 数据相关性排除
在XC166的CPU中，由于指令流水线的设计要求，在使用通用寄存器(GPRs)的指令之间存在一些数据相互依赖的情况，尽管XC166单片机已经使用了专用硬件来检测及解决数据相关性，但仍然有一些不可避免的数据相关性。在编程时，可以充分利用模压电感数据相关性来达到程序优化的目的，比如，在用GPR作为间接寻址指针时，如果PGR中的地址值被改变，间接寻址操作必须等待2个机器指令周期后，才能使用GPR作为地址指针寻址。在这种情况下，可以在这2个等待机器周期内插入2条其他单机器周期指令，充分利用这2个周期的等待时间以便程序更优化。
下面举一个例子：
另外一种数据相关性发生在间接寻址访问内存时，XC166单片机中的地址产生单元使用推测原理，在地址译码前，数据的读取路经将根据历史记录表中选出;在历史记录表中，每个GPR都有一个入口。这些入口记录了用相应GPR所访问的内存空间情况。如果这种预测发生错误，读取操作必须重新开始。
因此，如果用GPR作为间接寻址，GPR最好能指向相临安电感厂同内存空间。如果更新后的GPR指向不同内存空间，下一个操作将出现访问错误，一体电感读操作必须重复，这就产生了指令流水线电感厂家堵塞。例如：
2.3 内存带宽冲突排除
如果在流水线上的指令在同一时间访问同一内存，就会发生内存带宽冲突，MAC单元的CoXXX指令是特别为实现DSP设计的。为了避免在DPRAM中发生带宽冲突，CoXXX指令的其中一个操作数必须放在SRAM中，以保证在单个机器周期内执行MAC单元指令。例如：
2.4 指令重排
在用MAC单元指令编程时，经常要改变MAC单元的特殊功能寄存器，比如IDX0，IDX1、QX0、QX1、QR0以及QR1等，在XC166单片机中，有一些指令将会阻塞在译码阶段，如果这些指令正好在一条修改特殊功能寄存器(SFR)指令之后执行，这种阻塞将引起3个机器周期的延时。
这些指令包括：
◇使用长地址模式的指令;
◇使用间接寻址的指令，除JMPS和CALLI外;
◇所有MAC单元指令(CoXXX指令)。
为了避免指令阻塞，在使用上述指令时，如有阻塞情况发生，应该重新重排指令，以消除延时，例如：
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