[发明专利]具有可变宽度指令的数字信号处理器

说明书

本发明涉及数字信号处理，特别涉及处理数字信号的处理电路。

典型的通用数字信号处理器(DSP)包括一个通过控制高速数据通路、寄存器和存储器地址发生器的操作来译码指令的控制器。单个指令以通常每个时钟周期一条指令(或更慢)的速率被提取到控制器，控制器译码每个指令，并将控制信号发送给数据通路、寄存器和存储器地址发生器，以执行该指令所要求的操作。通过编程的指令组合，可以完成各种数据处理操作。

每个DSP(或其它微处理器)与一个有限的、严格定义的等长度指令的集合相关联，这些指令被安置在程序中去操作DSP。指令的数目和长度以及指令执行的操作，视所希望的功能因DSP而异。例如，有些DSP支持相对较长(例如32位)的指令，指令集合相对较大，便于选择许多不同的功能；其它DSP仅支持相对较短(例如16位)的指令，指令集合相对较小，提供较少的功能选择。指令大小与复杂度成正比例。与较小指令相比，较大的指令能标识更具专一性的功能，因而能在每个指令周期内完成更复杂的功能。不过较大的指令要求有更多的空间来存储。由于所有指令大小相同，如果增大一个指令，就要导致其它每个指令的相应增大，进而导致该DSP的所有程序的相应增大-即使给定程序中只有一小部分(或根本没有)指令利用这些需要增加指令大小的复杂功能，也是如此。

按照本发明的原理，DSP支持一个包括16位指令和32位指令两种指令的指令集，使得程序中只需要16位指令的特定部分可以按16位方式编码，由此减少储存这些部分所需的程序存储器。

在这方面的特定实施例中，DSP只根据诸如JUMP(跳转)、CALL(调用)或RETURN(返回)指令等流控制指令，在16位和32位方式之间切换。这些指令要求刷新DSP中的指令流水线，因而是切换指令方式的可用时间。将JUMP和CALL指令编码成指示对JUMP或CALL指令转移到的指令适用的处理器方式，这样，处理器就能在执行JUMP或CALL指令时按需改变方式。在执行CALL指令时，当前处理器方式被存储在处理器的堆栈上，这样，处理器字响应RETURN指令时，就能通过从堆栈检索所存储的方式而返回这个方式。

本发明的另外方面包括根据短指令和长指令控制DSP的操作的方法，以及一种将源代码行程序汇编成短指令和长指令模块并将各模块连接成目标程序的方法。

本发明的以上及其它目的和优点，显见于各附图及其说明。

本说明书所包含并构成说明书一部分的各附图，表示了本发明的实施例并与本发明的以上概述及以下对实施例的详细说明一起，旨在解释本发明的原理。

图1是按照本发明原理的DSP的示意框图；

图2图1的DSP的程序存储器和程序控制单元的示意框图，表示了16或32位宽指令存储器的使用；

图3A表示一个包括16和32位汇编语言指令的汇编代码程序，图3B表示通过汇编图3A中所示程序而生成的程序存储器的内容；

图4A表示图3A的程序的第一段落，图4B表示图3A的程序的第二段落，图4C表示图3A的程序的第三段落；

图5A表示一个在图3A的程序的汇编期间生成的表，标识了图4A-4C中所示段落的类型，图5B表示一个在图3A的程序的汇编期间生成的表，标识了图4A-4C中所示段落内部标号的位置；

图6A、6B和6C表示汇编程序和连接程序为从图3A中所示的那种汇编代码生成具有图3B中所示的那种16位和32位指令的程序而执行扫描、汇编和连接操作的操作流程图。

参看图1，按照本发明原理的数字信号处理器10包括各种支持能被处理器执行的指令的功能单元。处理器10受程序存储器16中存储的指令程序的控制。

处理器10包括程序控制单元18，它通过总线19从程序存储器16提取指令，然后译码这些指令，让处理器10中的其它功能单元去执行指令的操作。程序控制单元18通过在总线20上向程序存储器16发送地址来从程序存储器16提取指令。程序控制单元18可以提取程序存储器16中的顺序指令，也可以译码和执行各种JUMP(跳转)或CALL(调用)命令，以便在程序存储器16中的指令的控制下，从程序存储器16的一个段落定序到另一个段落。

根据程序控制单元18所提取的各条指令，控制单元18产生控制信号，向处理器10的其它功能单元发送，使这些功能单元执行指令的操作。