基于TMS320C62X DSP的混合編程研究
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2 并行匯編代碼的編寫
C6000的匯編代碼格式如下:
標號: 并行標記 [條件寄存器]指令助記符 功能單元 操作數(shù) ;注釋。如:
LDW .D2 *B4,B2
|| [A1]SHL .S2X A4,B4 ；用到了交叉數(shù)據(jù)通道
TMS320C62X片內(nèi)有8個并行的處理單元,分為相同的兩組。其體系結(jié)構(gòu)采用超長指令字(VLIW)結(jié)構(gòu),一個指令包里的8條并行指令可同時分配到8個處理單元并行運行。這種一個指令包里有8條指令并行執(zhí)行也給并行匯編代碼的編寫帶來很多要考慮的問題,具體如下:
(1)TMS320C62X指令的執(zhí)行可以用延遲間隙來說明。延遲間隙在數(shù)量上等于從指令的源操作數(shù)被讀取到執(zhí)行的結(jié)果可以被訪問所用的指令周期。如對于乘法指令(MPY),源操作數(shù)從第i個周期被讀取,則其計算結(jié)果在第(i+2)個周期才可用。
(2)使用相同功能單元的兩條指令不能被安排為并行指令。
(3)使用同一條交叉通路的兩條指令不能被安排在同一個執(zhí)行指令包中,這是因為從寄存器組A~B或者從B~A都只有一條交叉通路。
(4)將數(shù)據(jù)讀入到(或存儲自)相同寄存器組的兩條讀(寫)指令不能被安排在同一個執(zhí)行包中。
(5)每一個執(zhí)行包里只能允許每一寄存器組處理一個長定點類型數(shù)據(jù)。
(6)在一個指令周期內(nèi)對同一寄存器讀取多于四次是不允許的,但條件寄存器不在此限制之列。在一個指令周期內(nèi),不能 同時存在兩條寫入同一寄存器的指令,只有在寫操作不是在同一個指令周期發(fā)生時,才可以將具有同一目的地址的兩條指令安排并行。
3 基于TMS320C62X的運動補償?shù)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/混合編程">混合編程設(shè)計實例
運動補償是MPEG-4標準中的一種重要算法。運動補償是指根據(jù)運動矢量在參考幀中找出參考塊。如果運動矢量的X分量和Y分量都是整象素長度,則直接在參考幀中找出參考塊。如果為半象素長度,則需要通過內(nèi)插運算計算出參考塊,計算出的參考塊需要加上解碼得出的誤差塊才能得到當前參考塊。本文給出了運動矢量的X分量和Y分量都是整象素長度時的運動補償方法。根據(jù)運動矢量可直接在參考幀中找到參考塊(8×8)。完成此功能的C語言函數(shù)如下:
void mc_case_a2(unsigned char *pSrc, short SrcOffset, short SrcWidth, unsigned char *pDst, short RoundCtrl)
{ ……
for (i=0； i8； i++)
{
*(tmp_P_Dst+i) = *(tmp_P_Src+i)；
......
}
}
參數(shù)運動矢量SrcOffset對4(4個字節(jié)為一個字,長32位)的余數(shù)可能是0、1、2、3。當余數(shù)是0的時候,編譯后執(zhí)行代碼是按字讀取(LDW)的,這充分體現(xiàn)了TMS320C62X的優(yōu)點,也使程序的運行效率比較高。而當余數(shù)不為0的時候,則可能是按字節(jié)讀取(LDB)或是按半字讀取(LDH),這使程序的運行效率較低。視頻的編碼和解碼都要用到運動補償來重構(gòu)圖像,這是一個很費時的操作,而且其代碼也是圖像處理中的核心代碼,這樣就要求編寫高效的程序來完成此操作。為了使代碼的運行效率更高,且結(jié)合TMS320C62X的硬件特點,希望對于不同的運動矢量,做運動補償?shù)臅r候都能采用按字讀取和存儲的方式。這需要對運動矢量參數(shù)除以4,根據(jù)余數(shù)調(diào)整指針,使指針始終指向字對齊方式(而在C程序中當前塊是char型的以字節(jié)方式存儲的,對其進行移位處理只能是一個字節(jié)一個字節(jié)地進行移位,這就使得在C程序中不能用和匯編程序同樣的方法來對程序進行優(yōu)化),如運動矢量除以4以后的余數(shù)為1,為了使要取的8個象素對準字訪問方式,則要按圖1進行操作。
MVK .S2 0xFFFC,temp ;獲得地址的LSB位
ADD .L1X pSrc,offset,pSrc ;參考塊第一個元素的地址
AND .L2X pSrc,temp,tmp_pSrc ;字對準訪問的地址
AND .S1 0x0003,pSrc,rshiftA ;用兩個LSB位得
;到了需右移幾個字
SUB .L1 0x04,rshiftA,lshiftA ;需左移幾個字
MPY .M1 rshiftA,8,rshiftA ;需右移的#bit數(shù)
MPY .M1 lshiftA,8,lshiftA ;需左移的#bit數(shù)
作為一個說明C語言與匯編程序混合編程的設(shè)計例子,采用并行匯編實現(xiàn)了這個函數(shù)的優(yōu)化。這里只給出部分匯編程序:
.text ;將該段匯編代碼安排在.text
段,當然通過在C語言中用
#program_section也可以將其安排在其它自己命名的段中。
.global mc_case_a ;函數(shù)名,用.def或.gloal對其進行
聲明,使得C代碼調(diào)用該函數(shù)
_mc_case_a: ;標號,是C調(diào)用函數(shù)和匯編
被調(diào)用函數(shù)的接口處
……
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