基于DM642的X．264編碼器優(yōu)化
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(3)對全像素塊運動預(yù)測搜索的方式，X．264默認為HEX(正六邊形搜索半徑為2)，在對比測試了DIA(菱形搜索，半徑為1)和UMH(可變半徑六邊形搜索)后，對比了速率和峰值信噪比后，發(fā)現(xiàn)在峰值信噪比相差很小的情況下DIA搜索速率最快，本文選擇DIA作為運動預(yù)測搜索方式。表4給出3種方式的對比結(jié)果：本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/150348.htm
2．2 X．264代碼優(yōu)化
X．264編碼器需要有效的利用DM642的特性，如軟件流水，芯片特性和指令集等，才能有效的提高X．264編碼器在DM642平臺的編碼效率。為了X．264能夠充分的利用起DM642的特性，需要結(jié)合DM642本身的特點對移植過后的X．264代碼進行優(yōu)化，才能夠提高X．264在DM642上執(zhí)行的效率。
TI公司的DSP開發(fā)軟件CCS提供了功能非常強大的編譯器，編譯工具可以對代碼進行各種優(yōu)化，以提高代碼的執(zhí)行速度，減小代碼尺寸。這些優(yōu)化包括了簡化循環(huán)、軟件流水、語句和表達式的順序重排和分配變量到寄存器。利用CCS編譯器進行優(yōu)化后，仍然不能滿足視頻壓縮的需求，需要繼續(xù)對DM642上的X．264編碼器進行優(yōu)化。
(1)內(nèi)聯(lián)函數(shù)。內(nèi)聯(lián)函數(shù)是指用函數(shù)本身來代替函數(shù)調(diào)用這一過程。當調(diào)用內(nèi)聯(lián)函數(shù)時，C／C++源代碼把此函數(shù)插入到調(diào)用點，而不采用傳統(tǒng)的跳轉(zhuǎn)。將函數(shù)設(shè)定為內(nèi)聯(lián)函數(shù)后，可以去掉復(fù)雜的函數(shù)調(diào)用過程來提高函數(shù)的執(zhí)行效率，而付出的代價是增加了代碼所占用的空間。使用關(guān)鍵字inline定義內(nèi)聯(lián)函數(shù)，在X．264編碼器中的預(yù)測部分對其中一個頻繁調(diào)用的函數(shù)設(shè)置為內(nèi)聯(lián)。代碼如下：
static inline inI clip_uint8(int a)
(2)restrict關(guān)鍵字。為了幫助編譯器確定存儲器相關(guān)性，可以使用關(guān)鍵字restrict來限定指針、引用或數(shù)組。使用restrict關(guān)鍵字是為了確保其限定的指針在聲明的范圍內(nèi)，是指向特定對象的惟一指針。編譯器在讀取函數(shù)的指針，數(shù)據(jù)時，采取保守的辦法，認為它們是相關(guān)的。這時編譯出的代碼必須執(zhí)行完前次寫操作，才能開始下次讀取操作。加入restrict關(guān)鍵字后，編譯器將認為指針和數(shù)組沒有相關(guān)性，能夠并行提取數(shù)據(jù)。
(3)軟件流水。軟件流水式編排循環(huán)指令是能夠使循環(huán)的多次迭代并行執(zhí)行的技術(shù)。編譯器總是力爭使用軟件流水技術(shù)。軟件流水是DSP的關(guān)鍵技術(shù)，它利用的是算法中存在的指令并行性的特點，使一個循環(huán)的多次迭代同時進行?？偟貋碚f，當使用編譯器優(yōu)化的情況下，代碼尺寸小，程序性能更優(yōu)。x．264代碼含有很多循環(huán)操作，故提高循環(huán)體指令的并行度使循環(huán)能夠軟件流水是提高編碼效率的有效途徑之一。
(4)函數(shù)合并。函數(shù)調(diào)用的過程中，要執(zhí)行一些額外的寄存器。在編碼過程中DCT、量化、zigzag、IDCT和反量化函數(shù)調(diào)用都非常頻繁，但代碼段都很短，部分代碼只包含一個循環(huán)操作或者賦值操作。反復(fù)的調(diào)用會花費大量運行周期在函數(shù)調(diào)用上。為減少不必要的操作，提高速度，將DCT變換、量化、反量化和反DCT變化的整個過程進行優(yōu)化，將幾個函數(shù)合并到一個函數(shù)中。圖1所示為合并結(jié)構(gòu)。
2．3 DM642的優(yōu)化
(1)CACHE優(yōu)化。DM642采用了兩級CACHE的存儲器結(jié)構(gòu)，兩級CACHE主要用于對程序和數(shù)據(jù)的緩存。CPU直接和一級CACHE連接，一級CACHE包括L1P(程序)和L1D(數(shù)據(jù))，大小分別為16 KB，分別占用獨立的存儲；一級CACHE的存儲速度與CPU處理速度相同。一級CACHE與二級CACHE相連，稱為L2，大小為256 kB，可以對程序和數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一存取，L2 CACHE作為L1CACHE和片外存儲器之間的一個橋梁，可以由設(shè)計人員自行配置大小，分為SRAM和CACHE。L2CACHE的速度為CPU的一半。經(jīng)過試驗對比，將L2分為128 kBCACHE和128 kB SRAM。將部分調(diào)用比較頻繁的函數(shù)和數(shù)據(jù)常量放在L2SRAM中，以提高讀寫速度。
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