如何實現(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題是它不能預測程序接下來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，這樣在需要的時候可以直接使用。

　　值得注意的是，當高速緩存決定需要保留哪些指令時，它會自動保留最近使用最多的指令段。由于DSP軟件花費大部分的時間在循環(huán)上，這樣DSP程序往往會重復訪問相同的指令。因此，在不需要任何用戶干預情況下，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”和“回寫”模式。在“直寫”模式中，在高速緩存中對數(shù)據(jù)的修改要傳送到外部存儲器中。總之，編程最好開始采用“回寫”模式，可以提高10-15％的效率，在大多數(shù)算法中，比“直寫”模式更加有效率。如果數(shù)據(jù)在多種資源中需要共享，由于要維護數(shù)據(jù)的一致性，因此采用“直寫”模式也是有用的。比如，在ADSP-BF561處理器中，要實現(xiàn)兩個處理器核數(shù)據(jù)的共享，則“直寫”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)性能的另一個有效工具。因為DMA的訪問獨立于處理器核，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)傳輸完畢時響應中斷即可。

　　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器與內(nèi)部存儲器，以及存儲器空間內(nèi)的數(shù)據(jù)傳遞。若設(shè)計者仔細地設(shè)計系統(tǒng)，將取得巨大的性能提升，因為任何DMA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)換成獨立的紅、綠、藍數(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負責數(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做其他任務，如數(shù)據(jù)處理等。

　　圖1：二維DMA存儲器訪問模式。