原创在电脑上开发DSP算法

 2006-11-20 21:12  4821 9 10 分类: 处理器与DSP

开发DSP程序的第一步是在电脑上实现算法，由于C语言的高度可移植性，电脑上可运行的程序几乎不需要修改就可以直接在DSP上运行。如果需要对算法性能进行优化，也尽可能地在C语言范围之内进行，例如使用DSP特有的预编译指令，或者使用DSP特有的汇编伪函数都可以提高不少运算速度。为了让使用了汇编伪函数的DSP程序也能在电脑上运行，可以在电脑上编制与伪函数功能相同的函数库。如果算法需要进一步优化的话，则需要找出真正的运算瓶颈，把运算量大的部分单独拿出来用DSP的汇编写成一个支持C语言调用的函数。一般来说，只需要把DSP编译器输出的汇编程序稍加修改就可以进行不少优化。

在电脑上写程序的时候，要注意目标DSP芯片所支持的数据类型。例如大部分DSP芯片只能进行整数运算，因此在电脑上最终也必须用定点小数实现算法。当然为了测量定点运算带来的误差，浮点数版本也是必需的。

例如我最近在实现回响算法的时候，就是先根据算法写出浮点运算的程序，然后转换为`16bit定点小数运算，并且分别对同样的声音文件进行处理，比较输出文件的误差。使用输入输出文件的比较，可以精确地定量地分析算法，但是一般来说客户方面需要更加感性的认识，因此在电脑上实现实时的效果演示也是很重要的。这就需要从Line In、麦克风或声音文件读入数据，实施地施加算法之后，通过Speaker out输出。关于这种电脑上的实时声音处理程序的编写，日后将陆续介绍。

最后我把回响算法移植到C5510DSK上运行的时候，发现他占用了60MIPS之多，于是就开始着手优化。经过一系列的优化之后，最终达到了40MIPS，从编译出来的汇编语句来看，虽然还有优化的余地，但是已经达到了预定的要求，因此可以暂且放下，待日后和其他效果同时运行速度不够时再优化不迟。

由于在电脑上也实现了DSP中的_sadd，_smpy之类的汇编伪函数，所以在DSP上优化过的程序仍然可以在电脑上运行。这样我就可以定量地分析优化所产生的误差。

同时我把回响效果添加入电脑上的实时演示程序中，并且允许用户修改回响效果的参数，让用户自己决定怎样的参数设定最符合要求，最终将在DSP程序中固定这些参数。

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