DMA优化DSP Cache:提高TIC6000系列处理效率

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"基于DMA的DSP_Cache优化.pdf" 本文主要探讨了如何通过直接存储器存取(DMA)技术优化数字信号处理器(DSP)中的Cache性能,以提升处理大型数据的效率。在现代的数字信号处理应用中,如通信和图像系统,由于片上内存空间有限,往往需要将大量数据存储在片外,这会显著降低处理速度。文章以TI公司的C6000系列DSP为例,深入分析了其两级高速缓存(Cache)结构,并提出了一种基于DMA的双缓冲区解决方案。 首先,文章解释了DSP的Cache优化的重要性。通常,DSP采用两层Cache架构,一级Cache(L1 Cache)用于快速访问最近使用的数据,二级Cache(L2 Cache)则提供更大的存储空间。然而,当处理的数据量超过片上内存容量时,频繁的数据交换会成为性能瓶颈。 为解决这一问题,作者提出了利用DMA进行数据传输的策略。DMA允许外部设备直接读写主内存,无需CPU介入,从而减少了CPU对数据传输的干预,释放了CPU资源,提高了系统的整体吞吐量。在此基础上,他们设计了双缓冲区机制,两个缓冲区交替接收和处理数据,使得一个缓冲区在被CPU处理时,另一个缓冲区可以同时进行数据加载或卸载,实现了数据传输和处理的并行性。 文章具体实施了这一优化策略,以高斯滤波函数为例进行验证。高斯滤波是一种广泛应用的图像处理运算,对数据量和计算速度有较高要求。通过DMA和双缓冲区设计,实现了数据在片内和片外存储器间高效交换,确保了在硬仿真(硬件实际运行)中,CPU周期数与软仿真(软件模拟运行)保持一致,这意味着处理效率得到了显著提升。 关键词:TI C6000;Cache优化;DMA 该研究对提高DSP处理大数据流的效率具有实际意义,特别是在需要实时处理大量数据的应用场景中,如高清视频处理、无线通信等。通过DMA和双缓冲区设计,不仅减轻了CPU负担,还优化了数据传输流程,为提高整个系统的实时性和性能提供了有效途径。
2018-11-29 上传
工程是基于STM32F207的ADC_DMA的整体程序 #define ADC1_DR_Address ((u32)0x4001204C) //ADC1数据寄存器地址=ADC1基准地址(0x40012000)+数据寄存器偏移地址(0x4c) GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStructure; DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);// 使能 GPIO 时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 , ENABLE);// 开启ADC时钟 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2, ENABLE); // 开启DMA时钟 DMA_DeInit(DMA2_Stream0); DMA_InitStructure.DMA_Channel=DMA_Channel_0; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;// 外设基址为:ADC 数据寄存器地址 DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (u32)&ad;_start;// 存储器地址,实际上就是一个内部SRAM的变量 DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;// 数据传输方向为外设到存储器 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1;// 缓冲区大小为,指一次传输的数据量 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 外设寄存器只有一个,地址不用递增 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;// 存储器地址 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;// 外设数据大小为半字,即两个字节 DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; // 存储器数据大小也为半字,跟外设数据大小相同 DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; // 循环传输模式 DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;// DMA 传输通道优先级为高,当使用一个DMA通道时,优先级设置不影响 DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable; // 禁止DMA FIFO ,使用直连模式 DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_HalfFull; DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;