隨著dsp技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用范圍越來越廣泛。工控、計(jì)算機(jī)、通信和消費(fèi)電子產(chǎn)品中，都會(huì)找到它的影子。

　　近年來，隨著多媒體通信的蓬勃發(fā)展，dsp也越來越多的應(yīng)用在多媒體通信中，而在多媒體通信中dsp多用于語音壓縮和圖像處理等方面，而這些都需要巨大的計(jì)算量，在實(shí)時(shí)通信中一些低速dsp難以滿足要求，而使用高速dsp會(huì)大大提高成本，所以對(duì)代碼進(jìn)行優(yōu)化是現(xiàn)在dsp開發(fā)中常用的一種方法。由于dsp的特殊結(jié)構(gòu)，編譯器的編譯效率都比較低，難以將dsp計(jì)算能力全部發(fā)揮出來，所以就必須根據(jù)dsp的特殊結(jié)構(gòu)和指令集代碼進(jìn)行手工的匯編優(yōu)化。

　　本文結(jié)合筆者在ti公司的tms320vc5402 dsp上的對(duì)g.729算法的優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，提出一些優(yōu)化的方法和建議，而這些方法也適用其他54系列的dsp。

2 芯片介紹

　　tms320c54x是ti公司于1996年推出的新一代定點(diǎn)數(shù)字處理器，它具有功耗小、高度并行等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足電信等眾多領(lǐng)域的實(shí)時(shí)處理要求。54系列有很多不同型號(hào)的芯片，它們的結(jié)構(gòu)都是一樣的，只是在接口和存儲(chǔ)器空間上有些不同。在54系列眾多dsp芯片中 tms320vc5402是使用最廣泛的一種芯片，接下來將以tms320vc5402為例介紹54系列dsp的性能特點(diǎn)：

　　運(yùn)算速度最高達(dá)100mips

　　具有先進(jìn)的多總線結(jié)構(gòu),三條16 位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器總線和一條程序存儲(chǔ)器總線

　　40位算術(shù)邏輯單元（alu），包括一個(gè)40位桶形移位器和兩個(gè)40位累加

　　 一個(gè)17bit×17bit乘法器和40位專用加法器，允許16位帶/不帶符號(hào)乘法

　　8個(gè)輔助寄存器和一個(gè)軟件棧

　　內(nèi)部采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，程序空間和數(shù)據(jù)空間分開，允許同時(shí)取指令和取操作數(shù)，并且允許在程序和數(shù)據(jù)空間相互傳送數(shù)據(jù)

　　最大64k×16bit外部數(shù)據(jù)空間，最大1m×16bit外部程序空間，4k×16bit片內(nèi)rom，16k×16bit片內(nèi)ram
　　內(nèi)置可編程等待狀態(tài)發(fā)生器、鎖相環(huán)（pll）時(shí)鐘發(fā)生器、兩個(gè)多通道緩沖串口、一個(gè)8位并行與外部處理器通信的hpi口、兩個(gè)16位定時(shí)器以及6通道dma控制器

　　支持單指令循環(huán)和塊循環(huán)，采用六級(jí)流水線，將一條指令執(zhí)行所需要的取指、譯碼、取操作數(shù)并執(zhí)行等幾個(gè)步驟同時(shí)完成，是指令周期降到最小適合算法的優(yōu)化

3 代碼優(yōu)化

　　對(duì)c代碼進(jìn)行手工匯編優(yōu)化有三種方法：1.對(duì)照c代碼寫出匯編代碼，這種方法優(yōu)化的效率很高，但是開發(fā)難度很大特別是當(dāng)代碼量很大，結(jié)構(gòu)很復(fù)雜時(shí)優(yōu)化很容易出錯(cuò)；2.先用編譯器產(chǎn)生匯編代碼，然后改寫匯編代碼，這種方法優(yōu)化的效率較低，因?yàn)榭蚣鼙幌薅�，但是開發(fā)難度降低了，不容易出錯(cuò)。

　　由于現(xiàn)在常用的一些音頻、圖像處理算法都是結(jié)構(gòu)很復(fù)雜的程序，所以建議使用第二種優(yōu)化方法。

3.1產(chǎn)生匯編代碼

　　ti公司為dsp開發(fā)者提供一套編譯開發(fā)平臺(tái)叫ccs （code composer studio）,該工具提供了編譯器可以將c語言的程序編譯為dsp的匯編語言程序，然后鏈接生成可以在dsp上執(zhí)行的coff格式的out文件。

　　而ccs自身也提供優(yōu)化器可對(duì)c代碼進(jìn)行優(yōu)化，并產(chǎn)生匯編語言程序，具體過程如圖1所示。

　　ccs提供了4級(jí)的文件優(yōu)化方案，分別是o0、o1、o2、o3,以下具體說明。

(1) o0 寄存器級(jí)別

　　執(zhí)行控制流程簡(jiǎn)化
　　用寄存器分配變量
　　執(zhí)行交替循環(huán)
　　排除未用的代碼
　　簡(jiǎn)化公式和表述
　　擴(kuò)大對(duì)內(nèi)連函數(shù)的調(diào)用

(2) o1 局部級(jí)別

　　執(zhí)行所有o0級(jí)別的優(yōu)化，并且：

　　執(zhí)行局部常量的傳播
　　排除未用的賦值
　　排除局部共用表達(dá)式

(3) o2 函數(shù)級(jí)別

　　執(zhí)行所有o1級(jí)別的優(yōu)化，并且：

　　執(zhí)行循環(huán)優(yōu)化
　　排除全局共用子表達(dá)式
　　排除全局不用的賦值
　　執(zhí)行打開循環(huán)

(4) o3 文件級(jí)別

　　執(zhí)行所有o1級(jí)別的優(yōu)化，并且：

　　排除未被調(diào)用的函數(shù)
　　簡(jiǎn)化返回值沒被使用的函數(shù)
　　讓小函數(shù)變成內(nèi)聯(lián)調(diào)用
　　保存函數(shù)說明，以便主函數(shù)被優(yōu)化時(shí)知道被調(diào)用 函數(shù)的屬性
　　識(shí)別文件級(jí)別的變量的特性

　　在使用o3級(jí)別的優(yōu)化時(shí)，還可以使用別的選項(xiàng)執(zhí)行更細(xì)致的優(yōu)化

　　oln 得到標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)的文件
　　onn 創(chuàng)造優(yōu)化信息文件
　　pm 執(zhí)行程序級(jí)別優(yōu)化，編譯多個(gè)源文件

　　而我們?cè)谧鰞?yōu)化時(shí)，選的是o2級(jí)別的優(yōu)化，因?yàn)槭褂胦2級(jí)別優(yōu)化后產(chǎn)生的匯編文件帶有比較多的注釋信息，比較容易看懂程序，建議對(duì)程序不太熟和對(duì)匯編語言不太熟練的人使用。

3.2手工匯編優(yōu)化

　　因?yàn)閰R編語言可讀性很差，并且代碼量很大，所以手工優(yōu)化工作量很大，并且容易出錯(cuò)。為了確保優(yōu)化不出錯(cuò)，我們就先制