折半查找是采用跳躍躍方式先將順序數(shù)列中的“中間值”與所查詢值進(jìn)行比較,然后按照比值大于或小于“中間值”來判斷所查找數(shù)的甩在區(qū)域。文章給出了將折半算法應(yīng)用于數(shù)字信號(hào)處理器上以實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制數(shù)的查找算法的一種具體方法。并給出了采用這種方法的軟件程序。

關(guān)鍵詞：折半查找 二進(jìn)制 DSP

1 折半查找的基本原理

近十幾年來,隨著各類集成化單片數(shù)字信號(hào)處理器（DSP,Digital Signal Processor）性能的不斷改時(shí),相慶的軟件和開發(fā)工具日臻完善,價(jià)格也迅速下降。它們所具有的功能強(qiáng)、集成度高、應(yīng)用靈活及性能價(jià)格比高的優(yōu)點(diǎn)使其信息處理（如語音與圖像各種的處理）、通信、多媒體、綜合網(wǎng)絡(luò)、控制、消費(fèi)電子、醫(yī)療設(shè)備、測(cè)試與儀器等諸多領(lǐng)域得到了極為廣泛的。有一種看法認(rèn)為：?jiǎn)纹瑱C(jī)是事物處理型的處理器,如開關(guān)的通斷或邏輯操作等;數(shù)字信號(hào)處理器是數(shù)據(jù)處理型的處理器,如進(jìn)行大量的包括FFT在內(nèi)的數(shù)據(jù)運(yùn)行等。這種看法在某種程序上是有一定道理的。一般地說,DSP應(yīng)用系統(tǒng)要處理的數(shù)據(jù)多、運(yùn)算量大而且實(shí)時(shí)性要求較高,研究DSP本身（包括硬件方面和軟件方面）的優(yōu)勢(shì)對(duì)快速有效地執(zhí)行某種算法有著重要的實(shí)用價(jià)值。

查找是智能系統(tǒng)經(jīng)常用到的操作,實(shí)現(xiàn)查找的方法有多種,如順序查找、折半查找和分塊查找等。在這些方法中,如果按順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)組織的查找表中的所有數(shù)據(jù)元素按關(guān)鍵字有序,則可以執(zhí)行折半查找（或稱二分查找）。它的基本思想是：由于查找表中的數(shù)據(jù)按關(guān)鍵字有序（假設(shè)遞增有序）,則在查找時(shí)不必逐個(gè)順序比較,而可以采用跳躍式方式先與“中間位置”的記錄關(guān)鍵字比較,若相同,則查找成功,若給定值大于“中間位置”的關(guān)鍵字,則在后半部分進(jìn)行折半查找,否則在前半部進(jìn)行折半查找。

2 折音查找算法在DSP上的實(shí)現(xiàn)

二進(jìn)制折半查找算法（Binary Search Algorithm）在DSP上實(shí)現(xiàn)并不難,但是一般查找程序都未能充發(fā)利用DSP內(nèi)部先進(jìn)的結(jié)構(gòu)和指令集,從而使得程序運(yùn)行的時(shí)間未能縮至最短。這在某些時(shí)候不會(huì)防礙系統(tǒng)效率,但在系統(tǒng)數(shù)據(jù)量較大而且實(shí)時(shí)性要求較高的情況下,則必須盡一切可能提高程序的效率。本文以TMS320C50為例給出了一個(gè)二進(jìn)制查找算法的子程序,該程序可使系統(tǒng)的查找效率得到較大提高。

程序中充分利用了TMS320C50的位反址尋址指令,該指令可以在每一個(gè)測(cè)試過程中使搜尋的工作減半并釋放累加器以進(jìn)行其它工作。此外,該程序利用了條件執(zhí)行指令（XC）,而不是使用傳統(tǒng)的條件轉(zhuǎn)換指令,這樣一來便節(jié)省了指令周期并提高了效率。具體的TMS320C50的指令集可以參考其它文獻(xiàn)[1]。

本文介紹的二進(jìn)搜尋程序是在有序狀態(tài)下進(jìn)行的。它假設(shè)表格中的數(shù)據(jù)按由低到高的次序排列,最大數(shù)在存儲(chǔ)器中的地址最大。當(dāng)然,反之（最小數(shù)在地址的最高位）亦是如此。此外,程序還假設(shè)數(shù)據(jù)中的最大個(gè)數(shù)是2的冪次方,在下面給出的源程序中個(gè)數(shù)2 11個(gè)。

TMS320C50的源程序：

.bss NTABLE,800h ;2的11次冪的數(shù)據(jù)空間（按由低到高排列）

.bss LOOK,1 ;要查找的數(shù)

.mmregs

.text

.

.

.

call bsearch

.

.

.

;***********************

;二進(jìn)制查找子程序

;程序名：binsearch

;入口參數(shù)： （ACC）所要查找的二進(jìn)制數(shù)

;出口參數(shù)：（ACC）所要查找的二進(jìn)制數(shù)的地址（數(shù)據(jù)被找到）

（ACC）=0(數(shù)據(jù)未找到)

;***********************

bin-search lar AR0,#0800h ;AR0數(shù)據(jù)的總數(shù)目

mar *,AR0

mar *BR0+ ,AR3 ;總數(shù)目的一半

lar AR3, #NTABLE;AR3指向數(shù)更的開始

lacl #11 ;重復(fù)2的N次方,數(shù)列數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)為2的N次方

samm BRCR ;重復(fù)次數(shù)存放在BRCR中

ldp #LOOK

lace LOOK ;要查找數(shù)據(jù)存放在ACC中