用C语言加速程序进而加速硬件速度

来源：天极开发 作者：谢启东编译 出处：巧巧读书 2007-07-20 进入讨论组

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　　循环解开优化的实现（例5），意味着只需少许努力，就可大幅提升性能，每次调用所需周期减少至2711，整体系统提升10倍。如果在使用32-MAC扩展指令时，一起使用上述技巧，函数可在687个周期内执行完毕，相对于最初直接用C代码，性能提升超过39倍（见表1）。

　　例5：

/*包含特定的扩展指令头文件*/ #include "fir8.h" #define ST_DECR 1 /* 减量指示器 */ #define ST_INCR 0 /* 增量指示器 */ #define FIR(h1, h2, h3, h4, h5, h6, h7, h8, x1, x2, y1, X) \ { \ 　WRGET0I( &(h1), 8 * sizeof(short) ); \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　X++ ; \ 　WRGET0I( &(h2), 16 ); \ 　WRGET1I( &(x2), 16 ); \ 　FIR_MUL( (x1), (h1), &(y1) ); \ 　\ 　WRGET0I( &(h3), 16 ); \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　FIR_MAC( (x2), (h2), &(y1) ); \ 　WRGET0I( &(h4), 16 ); \ 　WRGET1I( &(x2), 16 ); \ 　FIR_MAC( (x1), (h3), &(y1) ); \ 　WRGET0I( &(h5), 16 ); \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　FIR_MAC( (x2), (h4), &(y1) ); \ 　WRGET0I( &(h6), 16 ); \ 　WRGET1I( &(x2), 16 ); \ 　FIR_MAC( (x1), (h5), &(y1) ); \ 　WRGET0I( &(h7), 16 ); \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　FIR_MAC( (x2), (h6), &(y1) ); \ 　WRGET0I( &(h8), 16 ); \ 　WRGET1I( &(x2), 16 ); \ 　FIR_MAC( (x1), (h7), &(y1) ); \ 　WRGET1INIT(ST_DECR, X); \ 　FIR_MAC( (x2), (h8), &(y1) ); \ } #define FIR1(h1, h2, h3, h4, h5, h6, h7, h8, x1, x2, y1, y2, X) \ { \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　FIR_MUL( (x1), (h1), &(y2) ); \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　FIR_MAC( (x1), (h2), &(y2) ); \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　FIR_MAC( (x1), (h3), &(y2) ); \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　FIR_MAC( (x1), (h4), &(y2) ); \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　X++ ; \ 　FIR_MAC( (x1), (h5), &(y2) ); \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　WRGET1I( &(x2), 16 ); \ 　FIR_MAC( (x1), (h6), &(y2) ); \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　WRGET1INIT0(ST_DECR, X); \ 　FIR_MAC( (x2), (h7), &(y2) ); \ 　WRGET1INIT1(); \ 　WRPUTI(y1, 2); \ 　FIR_MAC( (x1), (h8), &(y2) ); \ } #define FIR2(h1, h2, h3, h4, h5, h6, h7, h8, x1, x2, y1, y2, X) \ { \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　FIR_MUL( (x1), (h1), &(y1) ); \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　FIR_MAC( (x1), (h2), &(y1) ); \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　FIR_MAC( (x1), (h3), &(y1) ); \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　FIR_MAC( (x1), (h4), &(y1) ); \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　X++ ; \ 　FIR_MAC( (x1), (h5), &(y1) ); \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　WRGET1I( &(x2), 16 ); \ 　FIR_MAC( (x1), (h6), &(y1) ); \ 　WRGET1I( &(x1), 16 ); \ 　WRGET1INIT0(ST_DECR, X) ; \ 　FIR_MAC( (x2), (h7), &(y1) ); \ 　WRGET1INIT1(); \ 　WRPUTI(y2, 2); \ 　FIR_MAC( (x1), (h8), &(y1) ); \ } /* * -在ISEF中，FIR使用8倍乘法循环优化 / 手工展开 */ void fir(short *X, short *H, short *Y, short N, short T) { 　int n, t, t8 ; 　WR h1, h2, h3, h4, h5, h6, h7, h8 ; 　WR x1, x2; 　WR y1; 　WR y2; 　// (these alternative "register" declarations make no difference:) 　// register WR y1 SE_REG("wra1") ; 　// register WR y2 SE_REG("wra2") ; 　WRPUTINIT(ST_INCR, Y); /* 起始输出流 */ 　WRGET0INIT(ST_INCR, H); /* 起始系数流 */ 　X++ ; 　WRGET1INIT(ST_DECR, X); /* 起始输入流 */ 　/* compute Y[0] in y1 */ 　FIR(h1, h2, h3, h4, h5, h6, h7, h8, x1, x2, y1, X) ; 　/* loop ((N/2)-1) times */ 　for (n = 0; n < ((N>>1)-1); n++) 　{ 　　/* FIR1 输出前一个(y1)的结果，并计算当前(y2)的结果 */ 　　FIR1(h1, h2, h3, h4, h5, h6, h7, h8, x1, x2, y1, y2, X) ; 　　/* FIR1 输出前一个(y2)的结果，并计算当前(y1)的结果 */ 　　FIR2(h1, h2, h3, h4, h5, h6, h7, h8, x1, x2, y1, y2, X) ; 　} 　/* 在y2中计算Y[N-1]，并从y1中输出Y[N-2] */ 　FIR1(h1, h2, h3, h4, h5, h6, h7, h8, x1, x2, y1, y2, X) ; 　WRPUTI(y2, 2) ; /* 输出U[N-1] */ 　WRPUTFLUSH0() ; /* 清除输出流 */ 　WRPUTFLUSH1() ; /* 清除输出流 */ }

表1：

　　通过在应用型处理器和流水线中集成可编程逻辑，以软件方式配置的架构，只需少许手工优化，在运算密集的算法中，也能提供实质上硬件加速的效果。正是因为可把"硬件设计成软件"，开发者现在能避免在硬件与软件之间，由于算法分割上的实现，而带来的复杂性了，并且编译器处理了实际硬件实现上的复杂性，开发者现在能快速、轻松地设计更复杂的算法，评估各种实现的效率，以最大化地提升性能及控制成本。保留：： http://www.qqread.com/cpp/d652113002.html 更多内容请看C/C++进阶技术文档专题，或进入讨论组讨论。

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