Erweitern Sie die 8-Bit-Maske schneller auf 16 Bit für die MCU

Unter Verwendung eines 8-Bit-Flag-Registers besteht das Ziel darin, eine 16-Bit-Maske zum Manipulieren eines 2-Byte-Einstellungsregisters zu erzeugen, wobei benachbarte Bitpaare einen Kanal steuern, z. B. würde das Schreiben für Kanal 2 aus dem Flag-Register nehmen 0x2 (0b10)und 0x04 (0b00000100)erzeugen 0x0030 (0b0000000000110000)mit einer konstanten Einstellungsmaske UND-verknüpft werden 0xAAAA (0b1010101010101010), was zu 0x0020 (0b0000000000100000).

Die äquivalente digitale Logik-"Schaltung" zum Erzeugen der Maske würde wie folgt aussehen:

8 bis 16

Eine scheinbar einfache Möglichkeit, dies in Software zu implementieren, besteht darin, ein Bit für alle zwei Bits herauszuschieben (dh serieller Ansatz), wobei auf Endianness zu achten ist. In CPU12-Assembly (Big Endian):

    LDX     #2     ;counter: 2 bytes
L1  LDY     #4     ;counter: 4 bits
    LDAA    flag   ;get flag register
L2  LSRA           ;shift lsb into carry
    PSHC           ;copy carry (ccr)
    LSRB           ;shift carry into msb
    PULC           ;paste carry
    LSRB           ;shift carry again
    DBNE    Y,L2   ;loops 4 times
    PSHB           ;store half-result (1 byte)
    DBNE    X,L1   ;loops 2 times
    PULD           ;retrieve resulting mask (2 bytes)

(1) Gibt es einen schnelleren Algorithmus für dieses Verfahren, ohne dass 24 MCU-Pins wie dargestellt verdrahtet werden müssen, oder eine Nachschlagetabelle; zB eine, die mehrere Bits gleichzeitig verarbeiten kann? (2) Gibt es einen Namen für dieses Verfahren?

Die folgende Antwort scheint gut genug für Sie zu sein. Denken Sie daran, dass die Analogie zur digitalen Logikschaltung <-> Programm ziemlich früh fällt, dh Sie können einen einzelnen Prozessor nicht dazu bringen, Dinge parallel zu erledigen, nicht in dem Sinne, in dem Sie hier fragen. Eine LUT funktioniert, würde aber 256*16 Bit Speicher erfordern, was auf kleineren Systemen ein Problem sein kann.

Antworten (1)

Ich glaube, wonach Sie suchen, sind Morton-Zahlen von xmit x.

Verschiedene Möglichkeiten zur Berechnung von Morton-Zahlen: Bit Twiddling-Hacks

Spezialisierung der binären magischen Zahlenmethode für 8-Bit-Eingabe und 16-Bit-Ausgabe (Code im C-Stil):

uint16_t x; // set lower 8 bits of x for input

x = (x | (x << 4)) & 0x0f0f;
x = (x | (x << 2)) & 0x3333;
x = (x | (x << 1)) & 0x5555;

uint16_t res = x | (x << 1); // could also store result in place

Dies handhabt jede Kombination von Eingabebits. Bsp.: wenn x = 0x5( 0b101), dann res = 0x33( 0b110011)

Erweitern Sie die 8-Bit-Maske schneller auf 16 Bit für die MCU
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