如何實(shí)現(xiàn)高性能的DSP處理
指令和數(shù)據(jù)高速緩存為Blackfin處理器核提供了最高帶寬的傳輸路徑,但高速緩存存在的問(wèn)題是它不能預(yù)測(cè)程序接下來(lái)需要的究竟是哪些數(shù)據(jù)和指令,因此,高速緩存提供了一些功能,使用戶可以控制高速緩存的操作。在Blackfin處理器中一些關(guān)鍵的指令段就可以鎖定到高速指令緩存中,這樣在需要的時(shí)候可以直接使用。
值得注意的是,當(dāng)高速緩存決定需要保留哪些指令時(shí),它會(huì)自動(dòng)保留最近使用最多的指令段。由于DSP軟件花費(fèi)大部分的時(shí)間在循環(huán)上,這樣DSP程序往往會(huì)重復(fù)訪問(wèn)相同的指令。因此,在不需要任何用戶干預(yù)情況下,指令高速緩存可以大大提高系統(tǒng)性能。
此外,除了高速指令緩存的功能外,高速數(shù)據(jù)緩存還提供了“直寫(xiě)”和“回寫(xiě)”模式。在“直寫(xiě)”模式中,在高速緩存中對(duì)數(shù)據(jù)的修改要傳送到外部存儲(chǔ)器中??傊?,編程最好開(kāi)始采用“回寫(xiě)”模式,可以提高10-15%的效率,在大多數(shù)算法中,比“直寫(xiě)”模式更加有效率。如果數(shù)據(jù)在多種資源中需要共享,由于要維護(hù)數(shù)據(jù)的一致性,因此采用“直寫(xiě)”模式也是有用的。比如,在ADSP-BF561處理器中,要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)處理器核數(shù)據(jù)的共享,則“直寫(xiě)”模式就十分有用。在單核處理器中,如果DMA控制器和高速緩存訪問(wèn)同樣的數(shù)據(jù),這種模式也是有益的。
利用DMA提升性能
DMA是提高系統(tǒng)性能的另一個(gè)有效工具。因?yàn)镈MA的訪問(wèn)獨(dú)立于處理器核,處理器核可以專注于處理數(shù)據(jù)。在理想的配置中,處理器核只需要設(shè)置DMA控制器,并在數(shù)據(jù)傳輸完畢時(shí)響應(yīng)中斷即可。
通常,高速外設(shè)和其他大多數(shù)外設(shè)都具有DMA傳輸能力。某些DMA控制器也允許外部存儲(chǔ)器與內(nèi)部存儲(chǔ)器,以及存儲(chǔ)器空間內(nèi)的數(shù)據(jù)傳遞。若設(shè)計(jì)者仔細(xì)地設(shè)計(jì)系統(tǒng),將取得巨大的性能提升,因?yàn)槿魏蜠MA控制器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都不需要處理器核“操心”。
Blackfin處理器支持二維DMA的傳輸,如圖1所示。左側(cè)顯示的是輸入緩沖區(qū)數(shù)據(jù),紅、綠、藍(lán)三基色數(shù)據(jù)交替放置。一維到二維的DMA轉(zhuǎn)換將交替的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成獨(dú)立的紅、綠、藍(lán)數(shù)據(jù)。圖1的左下角為讀入數(shù)據(jù)的偽程序代碼。如果沒(méi)有DMA控制器,這些數(shù)據(jù)傳輸就只能由處理器核完成。使用DMA 控制器后,則DMA負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸,傳輸完畢并中斷處理器核,處理器核則可解放出來(lái)做其他任務(wù),如數(shù)據(jù)處理等。
圖1:二維DMA存儲(chǔ)器訪問(wèn)模式。
評(píng)論