乗算16bit*16bit=32bit アセンブラプログラム

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概要

PIC18には8bit*8bit=16bitのハードウェア乗算器を搭載しており加算などと同じ1命令サイクル(4クロック)で実行できます。
AD変換値など8bitに収まらないデータを扱うために16bit*16bit=32bitの乗算プログラムを作成しました。
筆算と同じ方法で16bitの上位と下位をそれぞれ256進数とみなして下位*8bit*8bitと上位8bit*8bitをそれぞれ計算し後で桁をずらして加算します。
以下に筆算の例を示します。
           A  B
*          C  D
---------------
          AD BD
    AC    BC
--------------
    AC AD+BC BD
被乗数はMUL16A、乗数はMUL16Bに格納してからmul16_16をコールします。答えはMUL32DTCに格納されます。
データの並び順はリトルエンディアンです。
答えを表示するプログラムは記載していないのでエミュレーター上で実行してください。以下に実行例を示します。

使用メモリは以下のとおりです。
プログラムサイズ 87byte
アクセスバンク 8byte
乗算サブルーチンの実行速度はcallされてからreturnが終了するまで大雑把に30命令サイクルです。(64MHz 1.875μs)
8086のMUL命令の場合、16bit*16bitは118～133クロックです。(10MHz 13.3μs)
H8 3048のMULXU命令の場合、22クロック(16MHz 1.375μs)
68000のMULU.W D0,D1 最大70クロック(16MH 4.375μs)

プログラムの説明

ソースファイル

以下のファイルで構成されている
mul16_16a.asm ･･･ メインプログラム

ソースファイルのダウンロード mul16_16a.zip

; 乗算　16bit*16bit　サンプル Version 1.00  2017/01/09
; 慈渓博瑞テクノロジー株式会社 PIC18F46K22 マイコンキット Ver2013.12.08用
;   http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-07231/
; 乗算結果を表示するプログラムは含まれていないのでシミュレータで使用してください。
; MPLAB X IDE v3.45 Microchip MPASM(v5.70)

        #INCLUDE <p18f46k22.inc>
        ; 水晶発振(16MHz) クロック分周無 PLL有効(*4) プライマリクロック有効  ウォッチドッグタイマ無効 低電圧プログラム書き込みモード無効
        CONFIG FOSC = HSHP,PLLCFG=ON,PRICLKEN=ON,WDTEN=OFF,LVP=OFF

multiplicand EQU d'23456' ; 被乗数
multiplier   EQU   d'65432' ; 乗数
  
banka    UDATA_ACS  ; 変数の定義

MUL16A   RES    2   ;   乗算引数1
MUL16B   RES    2   ;   乗算引数2       
MUL32DTC RES    4   ;   乗算結果

        CODE
        ORG 0
        goto   start    ;   リセット時
start
        banksel MUL16A
        movlw   LOW  multiplicand
        movwf   MUL16A
        movlw   HIGH multiplicand
        movwf   MUL16A+1
        movlw   LOW multiplier
        movwf   MUL16B
        movlw   HIGH multiplier
        movwf   MUL16B+1
        call    mul16_16
        bra     $
        
; 乗算サブルーチン(16bit * 16bit -> 32bit)
; MUL32DTC=MUL16A*MUL16B        
; 2017/01/09
        
mul16_16
        ; 下位8bit*8bit
        movf    MUL16A,W
        mulwf   MUL16B
        movff   PRODL,MUL32DTC
        movff   PRODH,MUL32DTC+1
        ; 上位8bit*8bit
        movf    MUL16A+1,W
        mulwf   MUL16B
        movf    PRODL,W
        addwf   MUL32DTC+1
        btfsc   STATUS,C
        incf    PRODH
        movf    PRODH,w
        movwf   MUL32DTC+2
        ; 下位8bit*8bitH
        movf    MUL16A,w
        mulwf   MUL16B+1
        movf    PRODL,w
        addwf   MUL32DTC+1
        movf    PRODH,w
        addwfc  MUL32DTC+2
        ; 上位8bit*8bitH
        movf    MUL16A+1,w
        mulwf   MUL16B+1
        movf    PRODL,w
        addwf   MUL32DTC+2
        btfsc   STATUS,C
        incf    PRODH
        movf    PRODH,w
        movwf   MUL32DTC+3
        return

        END