圖1直觀地反映了數(shù)組16位h[ ]和16位X[ ]之間的乘加關(guān)系，從函數(shù)cor_h_X( )中可知，兩個(gè)數(shù)組的乘積之和要對(duì)應(yīng)的保存在臨時(shí)數(shù)組32位Y[ ]中。通過(guò)研究此分析圖，我們發(fā)現(xiàn)h[ ]與X[ ]中的一些元素進(jìn)行乘積和處理之后就不再被使用，那么存儲(chǔ)這些元素的寄存器可以存放中間結(jié)果（Y[]的元素），這樣就可節(jié)省寄存器的使用個(gè)數(shù)，免去了開(kāi)辟內(nèi)存空間和中間變量的存取指令。
對(duì)于函數(shù)cor_h_X( )，利用上述思想編寫線性匯編，只需要定義57個(gè)寄存器就可以完成所用的操作，存取指令從1760條優(yōu)化到30條，僅為原來(lái)的1/60。同時(shí)執(zhí)行速度從390072個(gè)時(shí)鐘減少到35871個(gè)，降為原來(lái)的1/10。
繪制的分析圖可以包含相關(guān)圖，相關(guān)表等，使資源安排更加合理。該方法在其他函數(shù)的改寫中也多次使用到。
5.2 功能相似的函數(shù)或代碼段合并為一個(gè)函數(shù)
線性匯編在提高代碼效率的同時(shí)也成倍的增加了代碼尺寸，以上述cor_h_X( )為例，它在該寫后代碼尺寸從660條增大到7776條(該數(shù)據(jù)由CCS剖析工具分析所得)。在工程應(yīng)用中，對(duì)于有限的內(nèi)存程序區(qū)，我們會(huì)適當(dāng)減少程序占用的空間。合并功能相似的函數(shù)可以達(dá)到這一要求。
在LSP量化處理中，源代碼中給出了2個(gè)LSP選擇函數(shù)：Lsp_select_1( )和Lsp_select_2( )，而我們發(fā)現(xiàn)它們具有相同的功能和相似的結(jié)構(gòu)，因此，在對(duì)兩者的線性匯編改寫中，我們只需編寫一個(gè)函數(shù)(命名為L(zhǎng)sp_select)即可實(shí)現(xiàn)LSP量化處理中這兩個(gè)模塊的功能。
另外，在對(duì)于一些數(shù)組拷貝，數(shù)組初始化的代碼，我們同樣可以用此方法，編寫一個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，這樣可以在提高執(zhí)行效率的同時(shí)，減少程序占用的內(nèi)存空間。
5.3 多個(gè)循環(huán)合并為一個(gè)循環(huán)
C代碼改寫線性匯編的時(shí)候，我們常常會(huì)發(fā)現(xiàn)，只要作一些調(diào)整，兩個(gè)或多個(gè)循環(huán)完成的操作完全可以由一個(gè)循環(huán)來(lái)完成。以LPC子模塊240點(diǎn)加窗語(yǔ)音的自相關(guān)計(jì)算Autocorr()函數(shù)為例，經(jīng)過(guò)優(yōu)化改寫的C代碼(部分)如下：
for(i=0; i<L_WINDOW; i++) //第一個(gè)循環(huán)體
y[i] = (_smpy(x[i], hamwindow[i])+0x00008000L)>>16;
sum = 1; //避免為0的情況
for(i=0; i<L_WINDOW; i++) //第二個(gè)循環(huán)體
sum = _sadd(sum,_smpy(y[i], y[i]));
這段代碼包含了兩個(gè)for循環(huán)，在CCS中直接編譯運(yùn)行并行度很差，利用線性匯編重寫代碼。我們發(fā)現(xiàn)兩個(gè)循環(huán)體的循環(huán)次數(shù)均為60(L_WINDOW=60)，所處理的數(shù)組不同，并且兩個(gè)循環(huán)沒(méi)有相關(guān)性，可以把第一和第二個(gè)循環(huán)合并成一個(gè)循環(huán)。前者的功能是對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行加窗；后者是實(shí)現(xiàn)乘累加(Mac)。兩者合并后采用線性匯編編寫，其代碼如下：
mvk 60,i //設(shè)置循環(huán)次數(shù)
loop1: lddw *ham++,hamih:hamil //hamwindow[]指針
lddw *x++,xih:xil //x[]指針
smpy2 hamil,xil,yi1:yi0 //兩對(duì)16位操作數(shù)相承，并行執(zhí)行
smpy2 hamih,xih,yi3:yi2
sadd yi0,con0x8000,yi0
sadd yi1,con0x8000,yi1
sadd yi2,con0x8000,yi2
sadd yi3,con0x8000,yi3
packh2 yi1,yi0,yl //數(shù)據(jù)打包技術(shù)
packh2 yi3,yi2,yh
stdw yh:yl,*y++ //雙字存取，提高執(zhí)行效率
smpy2 yl,yl,yi1:yi0
sadd sum0,yi1,sum0
sadd sum0,yi0,sum0
smpy2 yh,yh,yi3:yi2
sadd sum0,yi3,sum0
sadd sum0,yi2,sum0
add i,-1,i
[i] b loop1 //把第一和第二個(gè)循環(huán)合成一個(gè)大循環(huán)，減少轉(zhuǎn)移次數(shù)
產(chǎn)生的匯編代碼并行流水性能大大增加，耗費(fèi)的時(shí)鐘周期數(shù)從1310000減少到15000，少于改編前的1/8。
6. 結(jié)束語(yǔ)
關(guān)于編解碼器執(zhí)行的時(shí)鐘周期，在線性匯編改寫前后，文件版本通過(guò)CCS的profiler剖析工具得知：每10幀（100ms）從159700000降至68500000，僅為原來(lái)的42%。硬件版本進(jìn)行測(cè)試得：編解碼的幀數(shù)提高到了88幀/s以上，鑒于編碼、解碼的時(shí)間比例為5:1，所以，本系統(tǒng)編碼已經(jīng)達(dá)到100幀/s，完全符合實(shí)時(shí)通信的要求。
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作者簡(jiǎn)介：
王偉（1977-），女，漢，黑龍江省牡丹江市人，講師，碩士，主要研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)，多媒體技術(shù)；
王偉達(dá)（1979-），男，漢，黑龍江省大慶市人，在讀博士，主要研究方向?yàn)橄冗M(jìn)制造技術(shù)；
郭恒業(yè)（1949-），男，漢，黑龍江哈爾濱人，教授，主要研究方向嵌入式系統(tǒng)，多媒體技術(shù)；
通信地址：王偉 山東省威海市文化西路2# 哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海) 264209，
本文作者創(chuàng)新點(diǎn):在對(duì)G.729A的優(yōu)化中，針對(duì)TMS320DM642 DSP系列芯片提出了一些線性匯編優(yōu)化的新方法(這些新方法已在文章中詳細(xì)說(shuō)明)。這些創(chuàng)新點(diǎn)在很大程度上提高了代碼的執(zhí)行效率，在語(yǔ)音編解碼的DSP實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)中起到了關(guān)鍵性作用。
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