面向数字信号处理应用的RISC处理器执行优化
发布时间：2021-10-18 10:25
伴随语音综合分析,流媒体视频处理,图像智能识别在手持等微型化设备上的日益广泛的应用,在涉及了多应用领域的开发工作中,开发者希望有限的系统资源能够高效地处理多种类型的事务,既能够快速的进行密集型复杂运算,又能有效处理交互、调度等任务。通常的解决方案倾向于使用RISC和DSP搭配的协处理系统以取长补短,弥补这两类处理器各自所受的应用范围局限,但同时也会会大幅增加系统结构的复杂性,并对成本、功耗、可靠性等多方面性能带来不利影响。本文从处理器的体系结构与功能特点出发。分析了RISC和DSP两类处理器的性能差距的特征和原因,提出了使用RISC实现DSP功能,独立完成以往由两片芯片所共同处理的事务的设想。由于该设想会带来较大的运算性能损失,本文针对RISC体系结构的提出了优化建议,增强RISC对密集型复杂运算的执行效率,同时提供了优化效果的分析方法,以评估实际运行中的性能损失,为是否能在系统开发中使用RISC代替DSP承担的任务提供参考性方法和建议。本文的研究对象集中在数字信号处理领域,针对两款具有代表性的RISC和DSP,分析了它们结构和功能差异。结合RISC在访存,调用,运算,分支操作过程中的...
【文章来源】：复旦大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第一章 单片机与DSP的发展和应用
1.1 单片机简介
1.2 DSP简介
第二章 单片机、DSP之间的架构和应用区别
2.1 DSP与普通单片机(RISC)的区别
2.1.1 存储器结构
2.1.2 饱和运算
2.1.3 专用的硬件乘法器
2.1.4 支持浮点运算
2.1.5 对密集的乘加运算的支持
2.1.6 低开销跳转或循环
2.1.7 丰富的寻址方式
2.1.8 并行指令集
2.1.9 特殊的DSP指令
2.1.10 特殊的流水线结构
2.2 选择芯片的依据原则
2.2.1 应用场合
2.2.2 芯片的运算速度
2.2.3 功耗
2.2.4 处理芯片的硬件资源
2.2.5 处理芯片的价格
2.2.6 处理芯片的开发工具
2.2.7 编写高效代码的可行性
2.2.8 其他
2.3 DSP与RISC的协处理系统
第三章 典型DSP和RISC的性能差异分析
3.1 在中低端RISC上获得类DSP处理能力
3.2 处理器芯片选择和参照
3.3 TMS320C3X系列DSP体系结构特点和运行性能分析
3.3.1 TMS320C3X的硬件资源
3.3.2 TMS320C3X的软件资源
3.3.3 TMS320C3X流水线
3.3.4 流水线停顿产生的延时分析
3.3.5 TMS320C3X在数字信号处理操作中的性能量化分析
3.4 S1C33系列RISC体系结构和主要软硬件资源介绍
3.4.1 S1C33的硬件资源
3.4.2 S1C33的软件资源
3.4.3 S1C33流水线
3.4.4 流水线停顿产生的延时分析
3.4.5 S1C33在数字信号处理操作中的性能量化分析
3.4.6 S1C33与TMS320C3X的性能比较
第四章 RISC的执行优化分析
4.1 S1C33处理器的执行优化可行性分析
4.1.1 寄存器特点
4.1.2 操作全局变量和临时变量的区别
4.1.3 内嵌指令的特点
4.1.4 S1C33的执行优化建议(C代码层面)
4.1.5 S1C33的执行优化建议(汇编层面)
4.2 S1C33在数字信号处理领域的执行优化实现
4.2.1 MAC操作
4.2.2 除法操作
4.2.3 饱和运算
4.2.4 循环控制(模拟TMS320C3X的重复指令)
4.2.5 优化后的S1C33性能比较
第五章 执行优化效果分析
5.1 G.723.1语音编压算法介绍
5.2 利用G.723.1关键代码模块测试优化效果
5.2.1 代码模块选择
5.2.2 代码结构分析
5.2.3 测试结果分析
第六章 总结和展望
参考文献
硕士生阶段发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]G.723.1编译码算法的DSP实现[J]. 杜娟,邓德祥. 电子工程师. 2002(04)
[2]低比特率语声编码器的新发展[J]. 马金明,丁晓明,裘正定. 北方交通大学学报. 1998(03)
本文编号：3442646
【文章来源】：复旦大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第一章 单片机与DSP的发展和应用
1.1 单片机简介
1.2 DSP简介
第二章 单片机、DSP之间的架构和应用区别
2.1 DSP与普通单片机(RISC)的区别
2.1.1 存储器结构
2.1.2 饱和运算
2.1.3 专用的硬件乘法器
2.1.4 支持浮点运算
2.1.5 对密集的乘加运算的支持
2.1.6 低开销跳转或循环
2.1.7 丰富的寻址方式
2.1.8 并行指令集
2.1.9 特殊的DSP指令
2.1.10 特殊的流水线结构
2.2 选择芯片的依据原则
2.2.1 应用场合
2.2.2 芯片的运算速度
2.2.3 功耗
2.2.4 处理芯片的硬件资源
2.2.5 处理芯片的价格
2.2.6 处理芯片的开发工具
2.2.7 编写高效代码的可行性
2.2.8 其他
2.3 DSP与RISC的协处理系统
第三章 典型DSP和RISC的性能差异分析
3.1 在中低端RISC上获得类DSP处理能力
3.2 处理器芯片选择和参照
3.3 TMS320C3X系列DSP体系结构特点和运行性能分析
3.3.1 TMS320C3X的硬件资源
3.3.2 TMS320C3X的软件资源
3.3.3 TMS320C3X流水线
3.3.4 流水线停顿产生的延时分析
3.3.5 TMS320C3X在数字信号处理操作中的性能量化分析
3.4 S1C33系列RISC体系结构和主要软硬件资源介绍
3.4.1 S1C33的硬件资源
3.4.2 S1C33的软件资源
3.4.3 S1C33流水线
3.4.4 流水线停顿产生的延时分析
3.4.5 S1C33在数字信号处理操作中的性能量化分析
3.4.6 S1C33与TMS320C3X的性能比较
第四章 RISC的执行优化分析
4.1 S1C33处理器的执行优化可行性分析
4.1.1 寄存器特点
4.1.2 操作全局变量和临时变量的区别
4.1.3 内嵌指令的特点
4.1.4 S1C33的执行优化建议(C代码层面)
4.1.5 S1C33的执行优化建议(汇编层面)
4.2 S1C33在数字信号处理领域的执行优化实现
4.2.1 MAC操作
4.2.2 除法操作
4.2.3 饱和运算
4.2.4 循环控制(模拟TMS320C3X的重复指令)
4.2.5 优化后的S1C33性能比较
第五章 执行优化效果分析
5.1 G.723.1语音编压算法介绍
5.2 利用G.723.1关键代码模块测试优化效果
5.2.1 代码模块选择
5.2.2 代码结构分析
5.2.3 测试结果分析
第六章 总结和展望
参考文献
硕士生阶段发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]G.723.1编译码算法的DSP实现[J]. 杜娟,邓德祥. 电子工程师. 2002(04)
[2]低比特率语声编码器的新发展[J]. 马金明,丁晓明,裘正定. 北方交通大学学报. 1998(03)
本文编号：3442646
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/3442646.html
