摘 要：雖然目前大多數(shù)dsp都支持c語言縞程，但是在實(shí)際工程應(yīng)用中，多是用c語言編寫流程控制，搭建工程框架，具體的算法模塊以及比較耗時(shí)的功能模塊還是采用匯編語言來編寫。因?yàn)橛脜R編語言進(jìn)行編程可以利用電路自身硬件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)對其進(jìn)行優(yōu)化與精簡，從而能夠使一些復(fù)雜的算法和功能模塊在實(shí)時(shí)性方面取得非常好的效果。文中從指令并行和軟件流水二方面出發(fā)。以adi公司psl01系列電路的程序?yàn)閷?shí)例，概括歸納出對dsp匯編程序進(jìn)行優(yōu)化的一般方法。

    關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào)處理器；匯編優(yōu)化；指令并行；軟件流水

    1 引言

    數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)相對于模擬信號(hào)處理器有很大的優(yōu)越性，表現(xiàn)在精度高，靈活性大，可靠性好，易于大規(guī)模集成等方面。隨著半導(dǎo)體制造工藝的發(fā)展和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，數(shù)字信號(hào)處理器的功能越來越強(qiáng)大，對信號(hào)處理系統(tǒng)的研究重點(diǎn)又重新回到軟件算法上，而不再像過去那樣過多地考慮硬件的可實(shí)現(xiàn)性。隨著dsp運(yùn)算能力的不斷提高，能夠?qū)崟r(shí)處理的信號(hào)帶寬也大大增加，數(shù)字信號(hào)處理的研究重點(diǎn)也由最初的非實(shí)時(shí)性應(yīng)用轉(zhuǎn)向高速實(shí)時(shí)應(yīng)用。

    目前大多數(shù)dsp雖然都支持c語言編程，但是在實(shí)際工程應(yīng)用中，最常用的方法是用c語言編寫流程控制。搭建工程框架，具體的算法模塊及比較耗時(shí)的功能模塊還是采用匯編語言來編寫。這是因?yàn)閏語言雖然具有易讀性、可移植性等優(yōu)點(diǎn)，但是它不便于對系統(tǒng)硬件資源的直接控制，無法發(fā)揮dsp自身的特點(diǎn)，無法充分利用dsp系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中有限的資源。特別是在硬實(shí)時(shí)性系統(tǒng)中，用匯編語言進(jìn)行編程可利用dsp自身硬件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)對匯編程序進(jìn)行優(yōu)化與精簡，往往能夠使一些復(fù)雜的算法和功能模塊在實(shí)時(shí)性方面取得非常好的效果。

    2 匯編程序優(yōu)化

    dsp的種類繁多．各類dsp都有其自身的硬件特點(diǎn)，而對dsp匯編程序進(jìn)行優(yōu)化的過程就是根據(jù)程序自身特點(diǎn)充分利用dsp硬件資源的過程。因此，具體到不同的器件．其優(yōu)化方式也不盡相同。目前比較流行的大多數(shù)dsf，都支持程序并行和軟件流水，本文從這二方面出發(fā),概括歸納出對匯編程序進(jìn)行優(yōu)化的一般方法。希望能夠在對不同dsp匯編程序優(yōu)化的過程中提供一些思考方式上的切人點(diǎn)。為了易于說明,筆者提供了一些實(shí)例，這些例子均是用ad公司tsl01系列電路的匯編語言編寫的。

    2．1 加強(qiáng)程序并行

    程序的并行是匯編優(yōu)化的關(guān)鍵。但是，在開始進(jìn)行任何優(yōu)化之前,必須了解從何處著手，首先了解瓶頸在何處。軟件的某些部分可能只執(zhí)行一次(初始化)或者只執(zhí)行少數(shù)幾次，費(fèi)盡心思優(yōu)化此部分代碼并非明智之舉，因?yàn)楂@得的整體節(jié)省效果是微乎其微。對程序的優(yōu)化應(yīng)將主要力量集中在最為費(fèi)時(shí)的部分。

    (1) 循環(huán)展開達(dá)到并行

    通過對大量dsp程序的研究．可以發(fā)現(xiàn)整個(gè)程序比較耗時(shí)的部分往往是在1個(gè)或幾個(gè)大的循環(huán)中。這些循環(huán)部分又往往可分為取數(shù)、處理、儲(chǔ)存處理結(jié)果3個(gè)順序執(zhí)行的步驟，這3個(gè)步驟有明顯的時(shí)間先后關(guān)系．只有取了數(shù)才能處理。處理后才能存儲(chǔ)結(jié)果,這種時(shí)間上的相互依賴性為程序的并行帶來了非常大的困難。

    循環(huán)展開是最常用的一種優(yōu)化技巧。1次循環(huán)處理過程中的各語句是具有很強(qiáng)的時(shí)間先后順序的,但是在連續(xù)2次循環(huán)過程中的各種語句卻是相互獨(dú)立的,它們是以相同的語句處理不同的數(shù)據(jù)。因此可以采用將循環(huán)次數(shù)減半,每2次(也可以是3次、4次等,應(yīng)根據(jù)具體情況來確定，同時(shí)循環(huán)次數(shù)要做相應(yīng)改變)循環(huán)合并為1次循環(huán)過程的方法來使程序并行,提高效率。

    例1是一段對圖像進(jìn)行二值化的代碼的主要部分．是一段2次的循環(huán),并未經(jīng)過優(yōu)化；實(shí)例2是將其循環(huán)展開,2次循環(huán)過程合并為1次循環(huán)的代碼段(這里假設(shè)其每行像素個(gè)數(shù)為偶數(shù)，如果不為偶數(shù)只需在內(nèi)循環(huán)外額外處理一個(gè)像素即可)；實(shí)例3是循環(huán)展開并進(jìn)行優(yōu)化精簡后的代碼段。這3段代碼均用tsl01的匯編語言編寫，其中j4指向待處理的圖像；i5指向處理后的圖像；xro、xrl分別為圖像行、列個(gè)數(shù)；xr2為二值化的閾值，像素灰度值大于或等于該值的使其等于該值，而像素灰度值小于該值的設(shè)為零。

    實(shí)例1：

    lco=xr0；；

    _picture_segment_outter_loop：

    lcl=xrl：：

    _picture_segment_inner_loop：

    /*取圖像各像素點(diǎn)*／

    xr3=[j4+=l]；；

    /*像素