G.723.1标准算法在DSP上的优化

　　线性汇编是TI提供的一种汇编语言，其指令系统和汇编语言的指令系统完全相同，但在编写时不需要指定寄存器和操作单元，也不需要考虑延时的问题，因此编写线性汇编相对要容易一些。

　　经过以上的优化后，音频编码程序在DM642上的运行状况有了很大改善，但是经测试仍然没有到达可以接收的程度，而高级语言的效率几乎发挥到了极致，所以在具体分析耗时大的模块特点后，采用线性汇编语言重新编写C代码的低效率段程序，迸一步提高程序的执行效率。

　　在编写线性汇编优化代码的过程中，为了提高代码执行效率，我们需要遵循以下原则：

　　(1)写并行代码：通过使用汇编指令并行执行的方法减少循环内的执行周期数，优化线性汇编代码。这里的关键问题是弄清指令相关性，只有不相关的指令才能并行执行。辨别指令是否相关．可以使用相关图。

　　(2)处理跳转指令和转移指令：汇编程序的一大特点就是频繁地跳转，当满足不同的条件时，要求程序进行不同的操作，或跳到相应的位置。对于“大于”、“大于等于”、“小于”、“小于等于”等较为接近的逻辑判断和处理，应慎重对待，否则将产生逻辑性错误，并且很难调试。当发生溢出需进行相应处理时，这种现象尤为突出。

　　(3)尽量减少循环体内的指令数[7]：G.72.1的算法实现，有许多是在循环内部完成的，有些地方如同定码本搜索过程中，为了确定四个非0脉冲的位置和幅度，还用到了多重循环。在循环内部，特别是在嵌套较深的循环内部，减少一条指令可以大大降低程序的操作次数。例如。对于一个每重循环8次的四重嵌套循环，在最内层循环每减少一条指令，整个程序可以少执行84=4096语句。因此在设计程序时，能够放在循环体外执行的语句．尽量放在循环体外执行。

　　(4)展开程序体：尽在一定条件下，尽量展开程序，以减少子程序的调用和返回次数，牺牲空问换取时间。

　　经汇编优化器优化后，代码效率比C语言直接编译有明显提高。

　　4 优化工作的创新点

　　在对G.723.1的优化中．本文在前人研究成果的基础上，针对DSP C64xx系列芯片提}n了一些有价值的新方法。这些创新点在不同程度上提高了代码的优化速度和执行效率，在语音编解码的DSP实时实现中起到了关键性作用。下面，本文将以举例的方式阐明一些经典的方法。

　　(1)编写连接命令文件．cmd

　　明确了系统的程序和数据映射地址后，编写连接器命令文件将部分调用次数较多的函数、堆栈段、数据段放入内存：cmd文件内容如下：

　　一L＼evmdm642_echocfg．cmd //连接CCS提供的连接命令文件

　　SECTIONS

　　{

　　．tahles>SDRAM

　　．cinit>ISRAM //将变量初值表放入内存

　　. far >SDRAM

　　．const>ISRAM //将常数段放入内存

　　．pinit>SDRAM

　　. tin >SDRAM

　　．text>SDRAM

　　．test >ISRAM

　　}

　　一levmdm642bsl．lib　　　　　//连接库文件

　　一levmdm642_edma_aic23．164 //连接驱动程序的库文件

　　一lc6xlx_edma_mcasp．J64 //连接串口McASP的库文件

　　其中.test是笔者在C程序内用#pragma CODE_SECTION或DATA_SECTION自定义的段。

　　(2)高速缓冲寄存器Cache的使用

　　Cache即高速缓存，是位于CPU和片内存储器之间的规模小速度快的存储器。Cache的工作原理是保存CPU中最常用的数据。当Cache中保存着CPU要读写的数据时，CPU直接访问Cache。由于Cache的速度与CPU相当，CPU能在零等待状态下迅速地实现数据存取。只有在Cache中不舍有CPU所需的数据时CPU才去访问片内存储器。因此Cache的有效利用对整个程序速度的提高有着举足轻重的作用。在主函数中加入以下代码，使Cache使能：

　　CACHE_clean (CACHE_L2ALL,0,0}; //清除Cache内原有内容

　　CACHE_setL2Mode (CACHE_64KCACHE)； //设置Cache的大小为64K

　　CACHE_enableCaching (CACHE_EMIFA_CE00)； //Cache使能

　　添加以上代玛后，测试速度由原来的20帧/s提高到了400帧／s。提高了将近20倍。

　　5 结束语

　　本文详细分绍了G.723.1标准的DSP代码优化工作，重点描述了代码优化的方法和本课题的创新点．对于算法中的一些函数提出了独创性改写方法。基于线性汇编的优化以及Cache的有效利用使本课题的工作取得了显著成果，在没有降低音质的情况下，实现了DSP的语音实时编解码。

　　本文作者创新点：在对G.723.1的优化中，针对TMS320DM 642 DSP系列芯片提出了一些有价值的新方法。例如：编写连接命令文件．cmd和高速缓冲寄存器Cache的使用。这些创新点在不同程度上提高了代码的优化速度和执行效率，在语音编解码的DSP实时实现中起到了关键性作用。