当前位置:首页 > 单片机 > 单片机
[导读]详细介绍DSP软件优化流程;结合具体实例阐述在C语言中使用内联函数、指夸并行、字装载半字型数据、软件流水等几种代码优化技术,并对各种技术优化后的代码执行效率进行总结分析,对实际系统的开发具有重要意义。

摘要 详细介绍DSP软件优化流程;结合具体实例阐述在C语言中使用内联函数、指夸并行、字装载半字型数据、软件流水等几种代码优化技术,并对各种技术优化后的代码执行效率进行总结分析,对实际系统的开发具有重要意义。
关键词 DSP软件优化 软件流水 TMS320C6000


1 DSP系统的软件优化流程
   
DSP系统的软件优化流程如图l所示。整个工作流程分为3个阶段:

    第l阶段,直接根据需要用高级C语言实现DSP功能,测试代码的正确性。然后,移植到C6X平台,利用C6X开发环境Profile测试程序的运行时间。若不满足要求,则进入下一阶段。
    第2阶段,利用C6X提供的优化方式和其他各种优化技巧,如使用不同的编译器选项使能软件流水,循环展开,字存取代替半字存取等,优化C语言代码。如果还不能满足要求,则进入第3阶段。
    第3阶段,将C语言代码中耗时最长的部分抽取出来,用线性汇编语言重写,用汇编优化器进行优化。使用profile确定这段代码是否需要进一步优化。


2 优化过程
   
首先,用C语言编写程序,并通过编译验证其正确性。然后,使用内联函数和合适的优化选项进行优化,并通过CCS中的profiler确定是否有函数需要被进一步优化,使用线性汇编语言重写需要被优化的函数。最后,使用汇编优化编程技巧和汇编优化器优化汇编代码。
2.1 编译器
    当优化器被激活时,将完成图2所示的过程。C/C++语言源代码首先通过一个完成预处理的解析器(Parser),生成一个中间文件(.if)作为优化器(Optimizer)的输入。优化器生成一个优化文件(.opt),这个文件作为完成进一
步优化的代码生成器(Code generator)的输入,最终生成汇编文件(.asm)。当选择编译选项时,-o2和-o3将尽可能地优化软件。

2.2 编译器内联函数
    TMS320C6X提供了很多内联函数,它们直接映射为内嵌C6X汇编指令的特殊函数,这样可迅速优化C语言代码。C编译器以内联函数的形式支持所有C语言代码不易表达的指令。内联函数用下划线“_”开头,如例2,使用时如同调用普通函数一样。下面结合实例,研究一下完成200点点积经过上述各种优化技术优化后的代码效率。完成200点的点积运算C语言代码程序dotp.c如下:


3 线性汇编代码的优化
   
优化线性汇编代码,首先是尽可能地使指令并行,使得同一时间内多个功能单元同时被使用,然后是调整代码顺序,缩减等待时延(NOPS),如例5。接下来使用字访问short型数据.如例6,最后使用软件流水技术。当进行实际操作时,并不是要按顺序地完成上面的每一步。只要达到要求,就可以结束。
3.1 C语言代码转换到线性汇编代码
    定点点积中,C语言代码内部循环使用线性汇编指令,如例3所示。


3.2 线性汇编的资源分配
    ①装载指令(LDW)必须使用.D单元。
    ②乘法指令(MPY和MPYH)必须使用.M单元。
    ③加法指令(ADD)使用.L单元,
    ④减法指令(SUB)使用.S单元。
    ⑤跳转指令(B)使用.S单元。
    由此得到例4的汇编代码。

例4  

    下面的例子是没有并行执行的汇编代码:


    完成200次循环迭代,经过profile clock分析循环部分,需要16×200=3200 cycles。
3.3 使用并行指令完成点积代码
   
使用并行指令完成点积代码如例5所示。


    使用并行指令,循环体内需要8个时钟周期。这段循环代码的执行周期为8×200=l600 cycles。
3.4 使用字存取原short型数据
   
为进一步提高效率,使用字存取原short型数据,如例6所示。


    这段代码在循环体内仍然是8个时钟周期,迭代100次为8×100=800 cycles。

4 软件流水技术
   
软件流水技术是用在循环语句中调用指令的方法,即安排循环中的多个迭代运算并行执行。在编译C语言代码时,可以选择编译器的-o2或-o3选项,编译器将根据程序尽可能地安排软件流水。图3所示为运用软件流水的循环结构,它包括A、B、C、D、E五次迭代,同一周期最多执行五次迭代的不同指令(阴影部分)。图3中阴影部分称为“循环内核”,核中不同的指令并行执行。核前执行的过程称为“流水线填充”,核后执行的过程称为。流水线排空”。

    在DSP算法中存在大量的循环操作,因此充分运用软件流水线方式,能极大地提高程序的运行速度。当手绘软件流水时,首先要画出相关图,如图4所示,然后建立软件流水迭代间隔编排表,最后根据编排表写出程序。

    在画相关图时应遵循:
    ①画出节点和路径;
    ②写出完成各指令需要的CPU周期;
    ③为各节点指派功能单元;
    ④分开路径,以使最多的功能单元被使用。
    根据相关图写出模迭代间隔安排表,如表1所列。

    由此迭代间隔表写出对应代码:

5 总结
   
各种优化技术所需时钟数如表2所列。表中括号内数字为循环内核时钟周期,括号前数字为流水线填充时钟周期,括号后数字为流水线排空CPU时钟周期。

    由此得出遵循以上的软件优化流程和代码优化技术,可以极大地提高代码效率,这对实际应用具有重大意义。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

9月2日消息,不造车的华为或将催生出更大的独角兽公司,随着阿维塔和赛力斯的入局,华为引望愈发显得引人瞩目。

关键字: 阿维塔 塞力斯 华为

加利福尼亚州圣克拉拉县2024年8月30日 /美通社/ -- 数字化转型技术解决方案公司Trianz今天宣布,该公司与Amazon Web Services (AWS)签订了...

关键字: AWS AN BSP 数字化

伦敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英国汽车技术公司SODA.Auto推出其旗舰产品SODA V,这是全球首款涵盖汽车工程师从创意到认证的所有需求的工具,可用于创建软件定义汽车。 SODA V工具的开发耗时1.5...

关键字: 汽车 人工智能 智能驱动 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越来越多用户希望企业业务能7×24不间断运行,同时企业却面临越来越多业务中断的风险,如企业系统复杂性的增加,频繁的功能更新和发布等。如何确保业务连续性,提升韧性,成...

关键字: 亚马逊 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,据媒体报道,腾讯和网易近期正在缩减他们对日本游戏市场的投资。

关键字: 腾讯 编码器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中国国际大数据产业博览会开幕式在贵阳举行,华为董事、质量流程IT总裁陶景文发表了演讲。

关键字: 华为 12nm EDA 半导体

8月28日消息,在2024中国国际大数据产业博览会上,华为常务董事、华为云CEO张平安发表演讲称,数字世界的话语权最终是由生态的繁荣决定的。

关键字: 华为 12nm 手机 卫星通信

要点: 有效应对环境变化,经营业绩稳中有升 落实提质增效举措,毛利润率延续升势 战略布局成效显著,战新业务引领增长 以科技创新为引领,提升企业核心竞争力 坚持高质量发展策略,塑强核心竞争优势...

关键字: 通信 BSP 电信运营商 数字经济

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央广播电视总台与中国电影电视技术学会联合牵头组建的NVI技术创新联盟在BIRTV2024超高清全产业链发展研讨会上宣布正式成立。 活动现场 NVI技术创新联...

关键字: VI 传输协议 音频 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日举办的2024年长三角生态绿色一体化发展示范区联合招商会上,软通动力信息技术(集团)股份有限公司(以下简称"软通动力")与长三角投资(上海)有限...

关键字: BSP 信息技术
关闭
关闭