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(yù)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(fù)訪問相同的指令。因此，在不需要任何用戶干預(yù)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(yīng)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(wù)，如數(shù)據(jù)處理等。

　　圖1：二維DMA存儲器訪問模式。