③数据的定标
由于TMS320C62x是定点系列芯片,不支持浮点操作。在程序编写过程中,应当尽量采用定点的数据结构。而实际处理的数据通常都是浮点的,所以需要把浮点数据通过定标转化为整型数据处理,提高程序的处理速度。数据的定标是十分关键的步骤,既要使数据处理精度满足性能要求,又要防止在数据处理过程中出现溢出。
(2)优化C代码
优化C代码包括向编译器指明不相关的指令、循环展开、循环合并、使用内联函数、使用字访问短整型数据和软件流水等方法。
①向编译器指明不相关的指令
为使指令并行操作,编译器必须确定指令间的相关性,只有不相关的指令才可以并行执行。如果编译器不能确定两条指令是不相关的,则认为是相关的,安排它们串行招待。用户可通过如下方法指明相关的指令:
·关键字const可以指定一个目标,const表示一个变量或者一个变量的存储单元保持不变,使用const可以提高代码的性能和适应性。
·一起使用-pm选项和-03选项可以确定程序优先级。在程序优先级中,所有源文件都被编译成一个模块,从而使编译器更有效地消除相关性。
·使用-mt选项向编译器说明在代码中不存在存储器相关性,即允许编译器在无存储器相关性的假设下进行优化。
②循环展开
循环展开就是把循环计数小的循环展开,成为非循环形式的串行程序,或者把循环计数大的循环部分展开,减少循环迭代次数,增加单个循环内的代码,使得循环内的操作可以均匀分布在各个功能单元上,保持DSP处理器的各个功能单元满负荷运行。
③循环合并
如果两个循环计数差不多、循环执行互不相同的操作,可以把它们合并在一起组成一个循不。当两个循环的负荷都不满时,这是非常有用的。
④使用内联函数
TMS320C62x编译器提供的内联函数是直接映射为内联指令的特殊函数,内联函数的代码高效、代码长度短。用户可以使用内联函数并行优化C代码。
⑤使用字节访问短整型数据
内联函数中有些指令是对存储在32位寄存器的高16位和低16位字段进行操作的。当有大量短整型数据进行操作时,可以使用字(整型数)一次访问两个短整型数据。然后使用内联函数对这些数据进行操作,从而减少对内存的访问。
⑥软件流水
软件流水是用来安排循环指令,使这个循环多次迭代并行执行的一种技术。在编译时使用-o2和-o3选项,编译器可对循环代码实现软件流水;使用-o3和-pm选项,使优化器访问整个程序,了解循环次数;使用_nassert内联函数,防止冗余循环产生;使用投机执行(_mh选项)消除软件注流水循环的排空,从而减少代码尺寸。
在嵌套循环中,编译器仅对最里面的循环执行软件流水,因此对招待周期很少的内循环作循环展开,外循环进行软件流水,这样可以改进C代码并行执行的性能。使用软件流水还应当注意:尽管软件流水循环可以包含内联函数,但是不能包含函数调用;在循环中不可以有条件终止指令;在循环体中不可以修改循环控制变量。
(3)编写线性汇编代码
编写线性汇编代码是并行算法软件开发流程的第三个阶段。了提高并行算法软件代码的性能,对影响并行程序速度的关键C代码可以用线性编重新编写。编写线性汇编代码不需要指明使用的寄存器、指令的并行与否、指令的延迟周期和指令使用的功能单元,汇编优化器会根据情况确定这些住处。优化线性汇编代码的方法包括:为线性汇编指令指定功能单元,使得最后的汇编指令并行执行;使用字访问短整型数据;使用软件流水对循环进行优化。编写线性汇编代码的工作量非常大,需要很长的开发周期,而且开发后的汇编代码不能像C代码那样移植在其它的DSP平台上。
应用上述并行程序开发方法,在TMS320C6201 EVM板上实现了宽带毫米波雷达目标时延神经网络识别算法。经过实际测试,并行算法程序执行时间为0.850ms,满足了目标识别算法的实时性需求。