如何編寫電力實時應(yīng)用的運行在DSP上的高效C代碼

2013-12-12 10:46:22 電力信息化　點擊量：評論 (0)

摘要：數(shù)字信號處理器（DSP）因其出色的處理能力，在包括電力應(yīng)用在內(nèi)的各個領(lǐng)域得到十分廣泛的應(yīng)用。為了滿足電力應(yīng)用的高實時性的要求，需要為DSP編寫高效的代碼。目前對DSP進行程序設(shè)計時，使用得最多的是C語

了能真正發(fā)揮register關(guān)鍵字的作用，在選擇被修飾的變量時需要作充分的考慮。

3.2.4循環(huán)嵌套問題

循環(huán)語句是程序設(shè)計中常用的語句，有時候甚至需要嵌套使用。在嵌套時有一個原則，外循環(huán)的循環(huán)次數(shù)盡量少，內(nèi)循環(huán)的循環(huán)次數(shù)盡量多。因為程序在進入循環(huán)的時候需要設(shè)置一些寄存器，外循環(huán)的次數(shù)太多會使得程序多次進入內(nèi)循環(huán)而帶來較大的時間開銷。例如：

for(m=0;m<10;m++)

{

for(n=0;n<1000;n++)

{

……

}

這段代碼的執(zhí)行效率要比下面代碼的執(zhí)行效率高。

for(m=0;m<1000;m++)

{

for(n=0;n<10;n++)

{

……

}

3.2.5 減少除法的使用

除法運算無論在浮點DSP還是定點DSP中都是比較復(fù)雜的，需要消耗比較多的指令周期【6】。因此需要盡量減少除法的使用，特別是大規(guī)模除法的使用。在某些細(xì)節(jié)上也應(yīng)該注意用其他更高效的指令來取代除法。

例如，在進行除以2和除以4等除以2的冪次的操作時，用移位的方式來代替。這樣做的效果是一樣的，但是執(zhí)行的時間效率卻要高很多。在很多對數(shù)據(jù)進行放大和縮小的操作中，如果縮放的倍數(shù)不需要十分精確，也完全可以用移位來代替。

3.2.6 使用查表法

查表法是一種常用的方法，在很多時候犧牲一些數(shù)據(jù)空間建立一個表，換來的是時間效率的極大提高。查表法在信道編碼中的使用尤為常見，例如Viterbi編碼。如果不使用查表的方法，Viterbi編碼需要通過對移位寄存器中的各個位進行處理，以得到編碼的結(jié)果。這個過程雖然不是很復(fù)雜，但是和查表的方法相比，其時間效率還是非常低的。如果我們建立一個表，表的下標(biāo)是移位寄存器的狀態(tài)，用二進制數(shù)表示；表的內(nèi)容是移位寄存器在該狀態(tài)下時Viterbi編碼器所對應(yīng)的輸出。這樣就建立了編碼移位寄存器狀態(tài)和Viterbi編碼器輸出的單射關(guān)系。通過移位寄存器的狀態(tài)來查表，直接得到Viterbi編碼器的輸出。查表的方法省去了編碼的過程，大大提高了代碼的時間效率。

在上面提到的減少除法的使用時，我們介紹了一些簡單的取代除法運算的其他操作。實際上，查表的方法也是一種可以取代除法運算的方法。除以一個數(shù)，等于乘以一個數(shù)的倒數(shù)。我們可以通過事先建立倒數(shù)表的方法，來變除法為乘法。這樣的方法對被除數(shù)的范圍有一定要求，范圍不能太大。否則，要么表的規(guī)模太大，要么計算精度會下降得比較厲害。但這不失為是一種取代除法運算的很好的方法，合理得建立倒數(shù)表可以很好得解決這種存儲空間和計算精度的矛盾。

3.2.7 算法的優(yōu)化

最后要提到的，實際上也最重要的就是算法的優(yōu)化。精練的算法比粗糙的算法時間效率高很多

責(zé)任編輯：和碩涵

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