如何实现高性能的DSP处理

　应用开发通常开始于在个人电脑或工作站编写的C原型代码，然后将代码移植到嵌入式处理器中，并加以优化。本系列文章则将这种层面的优化在系统级扩展到包括以下三方面的技术：内存管理，DMA管理，系统中断管理。这些优化措施与程序代码优化同样重要。

　　在大多数系统中，有很多的数据需要传输，并需要很高的数据传输速率。因此，你最终会混合使用处理器中的所有存储器，如内部存储器和外部存储器。

　　软件架构选择

　　在开始设计之前，我们必须确定使用什么类型的软件“架构”，所谓架构是在嵌入式系统中搬移程序代码和数据的软件底层结构。由于架构定义了使用多少存储和其他系统资源，因此，架构也影响系统的性能。设计的架构也能反映某些性能特性、是否易于使用，以及其他应用要求。软件架构划分为以下几类：高速实时处理；易编程要求优于对性能的要求；以性能为第一考虑。

　　第一类高速实时处理架构，对于安全性至关重要的应用程序或没有外部存储器的系统是很理想的。在这种情况下，要么是无法忍受缓冲数据所需的时间，或者是没有相应的系统资源，由于没有外部存储器，故所有工作都需在片内完成。在这种情况下，需要先读取并处理数据，再进行判决，然后删除数据。然而，这里必须保证的是，在当前帧的所有处理完成前正在使用的缓冲数据帧不会被覆盖。

　　例如，车道偏离系统就是一个安全性至关重要的应用。在这个系统中，通常不能在做出判断前等待33毫秒的全帧数据，更好的做法是处理帧的一部分。例如，您可以从帧末尾处开始检测车道，因此只需读入数据帧末尾部分的数据。

　　第二种架构通常用在是否易于编程是最重要的考虑因素的情况。这种架构对于需要快速面市的应用，以及需要迅速开发样机和易于编程超过对性能的要求等应用都是十分理想的，它也同样降低了开发难度。

　　当需要达到系统的最优性能时，第三类架构就是合适的选择。由于重点是性能，所以需要对某些因素，诸如处理器、数据流、带宽效率和优化技术等的选择，做仔细的考虑。然而，这种架构的不足之处在于可复用性和可升级性方面有所降低。

　　在开发周期中，事先规划好指令和数据流是十分重要的，这也包括对是否需要外部存储器或者缓存做出重要决定。这样，开发人员就可以集中精力利用处理器的结构特点，并调整性能，而不需要重新审视初始设计。

　　高速缓存概述

　　高速缓存能够以很快的存取时间(通常是单个周期)将指令和数据存储在处理器片内存储器中。高速缓存的实现是因为减少了系统对单周期访问的存储器资源数量的需求。基于高速缓存的处理器结构，开始时将数据放置在低成本的低速外部存储器中，需要时，高速缓存可自动地将其中的指令和数据传输到处理器的片内存储器。