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乗算16bit*8bit=24bit アセンブラプログラム
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*8bit=24bit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。
例えば32700*255の乗算を筆算で解いてみます。
32700は16進数で表すと0X7FBCです。
上位と下位をそれぞれ10進数で表すと127,188となります。
あとは筆算をするだけです。
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 55byte
アクセスバンク 6byte
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14命令サイクルです。(64MHz 0.875μs)
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)
AD変換値など8bitに収まらないデータを扱うために16bit*8bit=24bit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。
例えば32700*255の乗算を筆算で解いてみます。
32700は16進数で表すと0X7FBCです。
上位と下位をそれぞれ10進数で表すと127,188となります。
あとは筆算をするだけです。
127 188 (127*256+188=32700) * 255 ----------- 187 68 (187*256+68=47940) 126 129 (126*256+129=32385)*256 ----------- 126 316 68 (126*256^2+316*256+68=8338500) 316は256以上なので繰り上げ処理 127 60 68 (127*256^2+ 60*256+68=8338500)被乗数はMUL16A、乗数はMUL8Bに格納してからmul16_8をコールします。答えはMUL16DTC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 55byte
アクセスバンク 6byte
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14命令サイクルです。(64MHz 0.875μs)
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)
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_8.asm ・・・ メインプログラム
ソースファイルのダウンロード mul16_8.zip
; 乗算 16bit*8bit サンプル Version 1.00 2017/01/08
; 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'32700' ; 被乗数
multiplier EQU d'255' ; 乗数
banka UDATA_ACS ; 変数の定義
MUL16A RES 2 ; 乗算引数1
MUL8B RES 1 ; 乗算引数2
MUL16DTC RES 3 ; 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 multiplier
movwf MUL8B
call mul16_8
bra $
; 乗算サブルーチン(16bit * 8bit -> 24bit)
; MUL16DTC=MUL16A*MUL8B
; 2017/01/08
mul16_8
; 下位8bit*8bit
movf MUL16A,W
mulwf MUL8B
movff PRODL,MUL16DTC
movff PRODH,MUL16DTC+1
; 上位8bit*8bit
movf MUL16A+1,W
mulwf MUL8B
movf PRODL,W
addwf MUL16DTC+1
btfsc STATUS,C
incf PRODH
movf PRODH,w
movwf MUL16DTC+2
return
END
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