TMS320C6000嵌入式系统优化编程的研究

2.1 使用汇编语言

使用汇编语言进行并行编程难度比较大。但在有些情况下,程序中数据有非常强的承接关系,并且该程序体逻辑关系清楚,使用的寄存器不超过32个, 这时直接使用汇编语言实现,效率会更高。另外,有些使用C语言比较难实现的运算函数,在C6000的汇编指令集中可能有专用DSP指令,这时就可以直接使用汇编语言实现。

使用汇编语言进行编程时特别需要注意的是C6000指令的延迟情况,有些指令并不是立刻就能得到结果。C6000指令集中有延迟的指令如表1所示。



例1 32位归一化函数norm_l()

　　short  norm_l(long L_var1)

　  　{short var_out；

　　  if (L_var1 == 0L) {

　　  var_out = (short)0；

　　  }

　　else {

　　　　 if (L_var1 == (long)0xffffffffL) {

           var_out = (short)31；

          }

    else {

         if (L_var1 < 0L) {

             L_var1 = *L_var1；

             }

             for(var_out=(short)0；L_var1<(long)0x40000000L；

                var_out++) {

             L_var1 <<= 1L；

    }}}

    return(var_out)；

    }

使用汇编语言进行优化:

          .global _norm_l

_norm_l：

          B      B3

          CMPEQ  0，A4，B0

[!B0]     NORM   A4，A4

          NOP    3

消耗时间(时钟周期):C语言norm_l()为723;汇编语言为11。

2.2 使用线性汇编语言重写整个函数

对于某些以循环体为主的函数可以使用线性汇编语言重写整个函数。使用汇编优化器进行优化之后,效率是非常高的。

下面例子是算法中计算帧能量的函数,其中包含两个单循环体。进行优化时,首先要确定循环的次数。对于循环次数是变量的情况,优化器不进行并行优化; 其次尽量减少数据存取次数,例如以32位存取指令对16位数据进行存取,可以节省一半的存取周期。仔细观察C代码,会发现两次循环次数相同。第二个循环要用到第一个循环的结果,因此可以将两个循环合并在一起,这样就避免了在第二个循环中再从存储器中取结果,减少了一半的Load操作。

　　long   Comp_En( short *Dpnt)

　　　　{  int   i ；

    　　long   Rez ；

    　　short   Temp[60] ；                  

    　　for ( i = 0 ； i < 60 ； i ++)

        　　Temp[ i] = shr( Dpnt[ i]， (short) 2) ；

    　　Rez=(long) 0 ；

    　　for (i=0； i <60； i ++)

      　　　Rez=L_mac(Rez， Temp[ i]， Temp[ i])；

    　　return Rez ；

　　}

相应的线性汇编程序如下:

　　.global _Comp_En          ；函数名定义,对c变量前加__Comp_En .cproc  Dpnt；函数头定义,Dpnt是参数

　　.reg Rez，Rez1，Rez2，I   ；寄存器定义,不必考虑实际的寄存器分配

　　.reg t1，t2，x1，c1，m1，m2

    zero Rez

    zero Rez1

    zero Rez2

    mv  Dpnt，c1

    mvk 30，i                 ；确定循环次数。因为用LDW代替LDH，循环次数减少一半。

loop1 .trip 30   

      ldw *c1++，x1

      shl x1，16，t1

      shr t1，2，t1

      shr x1，2，t2           ；将两个循环合在一起,又减少了一半的从内存取数据的时间。

      smpyh t1，t1，m1

      smpyh t2，t2，m2

      sadd Rez1，m1，Rez1

      sadd Rez2，m2，Rez2

      [ i] sub i，1，i         ；循环计数器从30递减

      [ i] b loop1               

      sadd Rez1，Rez2，Rez

    .return Rez

    .endproc        

消耗时间(时钟周期):C语言为32971;线性汇编语言为93。