Linux下Cold Fire 片內(nèi)SRAM的應(yīng)用程序優(yōu)化設(shè)計(jì)

3．3 配置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和函數(shù)到片內(nèi)SRAM中執(zhí)行
把用戶空間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和函數(shù)放置到片內(nèi)SRAM中執(zhí)行，由于處理器可以直接從片內(nèi)SRAM中存取數(shù)據(jù)和指令，減少了處理器存取數(shù)據(jù)和指令的周期，提高了程序的執(zhí)行效率。首先，放置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)到處理器片內(nèi)SRAM中。通過S_malloc和S_free函數(shù)來實(shí)現(xiàn)：S_malloc用來申請?zhí)幚砥鲀?nèi)存空間，S_free用來對這一申請的空間進(jìn)行釋放。為了靈活使用定義的S_malloc和S_free函數(shù)，需要定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體和地址指針：

然后，通過動態(tài)內(nèi)存分配方式可以把MP3解碼程序中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)放入處理器內(nèi)存中執(zhí)行。加載函數(shù)到SRAM中與加載實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不同，需要通過指針和枚舉變量來實(shí)現(xiàn)。首先通過一個(gè)宏定義設(shè)置每個(gè)函數(shù)大小為4 KB，并使用枚舉變量為函數(shù)分配處理器片內(nèi)SRAM執(zhí)行的起始地址。

SRAMFUNC2=SRAM_BIG_FUNC1+BIG_FUNC_SIZE，…}；
在定義完函數(shù)運(yùn)行時(shí)加載的存儲地址之后，把MP3解碼程序中的MPEGSUB_synthesis和imdct_1等函數(shù)通過字符串拷貝的方式復(fù)制到處理器片內(nèi)SRAM中執(zhí)行，經(jīng)過編譯、鏈接這些函數(shù)在執(zhí)行時(shí)將會加載到相應(yīng)的SRAM單元塊中。這樣就減少了處理器執(zhí)行解碼函數(shù)所需的時(shí)間，提高了程序的執(zhí)行效率。

4 性能測試與分析
為了驗(yàn)證基于處理器片內(nèi)SRAM的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，我們在MCF5329EVB開發(fā)板上對經(jīng)該方案優(yōu)化過的MP3解碼器進(jìn)行了驗(yàn)證和測試。
首先，進(jìn)行功能測試，應(yīng)用MPEG組織推薦的測試碼流(128 kb／s，44．1 kHz)。選用一段音頻test．mp3，分別用標(biāo)準(zhǔn)浮點(diǎn)解碼器和本文設(shè)計(jì)的音頻解碼器進(jìn)行本地解碼測試，并對其解碼波形進(jìn)行比較分析。從圖4的波形比較可以看到，經(jīng)過本方案優(yōu)化設(shè)計(jì)的解碼器解碼波形與標(biāo)準(zhǔn)浮點(diǎn)解碼器基本無差別。經(jīng)人耳測試，無法辨別出兩者解碼輸出的差別。所以，從功能上講本文設(shè)計(jì)的基于片內(nèi)SRAM的應(yīng)用程序優(yōu)化方案是可行的。

其次，進(jìn)行性能測試。在測試平臺上分別對優(yōu)化前后解碼器的MIPS消耗數(shù)和空間消耗量進(jìn)行比較分析，如表2所列。

優(yōu)化前，解碼器MIPS消耗數(shù)為68 MIPS@240MHz；優(yōu)化后，解碼器MIPS消耗數(shù)為39．2 MIPS@240 MHz。在硬件條件允許的情況下，消耗的內(nèi)存雖然有一定的增加，但是經(jīng)過本文方案優(yōu)化后，解碼效率得到了很大的提高。

結(jié) 語
本文提出了在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下基于處理器片內(nèi)SRAM的應(yīng)用程序優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。以MP3解碼器為例，通過從配置音頻驅(qū)動程序、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和函數(shù)到處理器片內(nèi)SRAM中執(zhí)行來對解碼器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在ColdFire5329開發(fā)平臺上成功實(shí)現(xiàn)該方案。優(yōu)化后的MP3播放器不僅解碼效率高，而且音質(zhì)好，完全可以在中低端處理器上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)播放，使低性能CPU處理復(fù)雜應(yīng)用程序成為可能。該方案有效地提高了應(yīng)用程序的執(zhí)行效率，降低了功耗，對嵌入式Linux應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)有著重要參考價(jià)值。