如何实现高性能的DSP处理

　　DMA也可以与高速缓存联合使用。通常，DMA传输首先将高速外设中的数据读入到处理器的外部存储器，数据高速缓存则将数据从外部存储器读入到处理器内部。进行这种操作通常需要使用“乒乓”缓冲器，一个缓冲区用于数据传输，另一个用于数据处理，图2说明了这种操作方式。DMA控制器将数据传输到 buffer0时，处理器核则访问buffer1，反之亦然。

　　图2：DMA和高速缓存联合使用时数据一致性的维护。

　　当联合使用DMA和高速缓存时，维持DMA控制器读入的数据与高速缓存中数据的一致性是很重要的，图2说明了如何完成这一操作。当外设生成新的数据，DMA控制器则将数据放置在一个新的缓冲区，并产生中断，通知处理器核可以处理这些数据。当处理器核处理该缓冲区数据前，与该缓冲区相应的高速缓存行被设为无效，从而强制高速缓存从主存储器中取出数据，这样就可以确保一致性。这种方法主要的缺点是它不能达到单一DMA模型的性能，这里DMA控制器采用将缓冲区的数据直接读入内部存储器的模式。

　　指令划分

　　指令划分(instruction partitioning)通常比较简单。如果程序代码能容纳在内部存储器中，只需要关闭指令高速缓存，直接把程序代码映射到内部存储器就可以获得最大的效能。然而，多数应用程序代码不能全部容纳在内部存储器中，所以必须打开高速指令缓存。

　　高速缓存容量通常小于外部存储器，但这并不是一个问题，因为对于多数嵌入式软件，“通常20％的程序代码的运行时间占整个运行时间的80％”。大多数情况下，最耗时间的程序代码都很小，足够放置到高速缓存中，所以高速缓存器能够充分发挥其作用。

　　为了提高性能，还可以使用指令的线锁机制(line-locking mechanism)，锁定程序的最关键的部分代码。如需要进一步提高性能，可以关闭指令高速缓存并采用“存储器覆盖”的机制代替，该机制使用DMA将程序代码传输到一个存储器块，而同时在另一个存储器块上执行操作。

　　数据划分

　　数据划分通常没有指令划分那么简单。和程序代码划分一样，如果数据缓冲区可以被容纳在内部存储器中，你就没有多余的工作。如果不是，首要任务就是要区分静态数据(如用于查找表)和动态数据。数据高速缓存在静态数据方面使用较好，而DMA通常在动态数据方面性能更佳。

　　即使使用了数据高速缓存，也通常需要设立一个外设DMA传输通道，将数据从外设传输到外部存储器。如果采用了数据高速缓存，可以将这些数据读入到内部存储器，只要在访问数据前使高速缓存的缓冲区无效即可。如果正在使用DMA，则可以建立DMA传输，将数据从外部存储器读入到内部存储器。