TMS320F2812代碼運行性能的研究
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TMS320F2812是目前性能非常優(yōu)秀的32位定點(diǎn)DSP，集成了多種外設。對TMS320F2812開(kāi)發(fā)通常利用TI公司的CCS2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用JTAG接口仿真器連接目標板，可以不占用用戶(hù)資源實(shí)現全速／斷點(diǎn)調試；仿真調試完成后對CMD文件進(jìn)行相關(guān)修改，并用RTS2800_FL04830．LIB替換RTS2800N．LIB，必要時(shí)對程序中變量與函數分配的空間做部分調整后，編譯項目得到輸出文件；在CCS2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中完成下載、加密等操作后，斷電脫離仿真機，成為獨立運行的嵌入式系統。
然而，相當多的應用設計者常常面臨程序仿真通過(guò)，但獨立運行失敗的情況，表現均為程序代碼運行性能比估計的要差很多，以致來(lái)不及處理實(shí)時(shí)數據。由于代碼在Flash中運行的時(shí)間比在SARAM中仿真的時(shí)間長(cháng)，有的設計試驗出現在Flash中運行比仿真慢4倍以上的結果，使設計只能停留在仿真通過(guò)的層次上。
1 分析
TI公司提供的一篇文檔資料spra958e．pdf，描述了在內部Flash中運行程序的相關(guān)知識，說(shuō)明當在RAM中仿真速度為150 MIPS時(shí)，相應Flash中的執行速度可達90～lOO MIPS；同時(shí)。在此文檔資料中提供了參考實(shí)例，但介紹性文字較多，實(shí)現高性能的具體配置方式描述不夠具體。經(jīng)反復閱讀TI公司的其他相關(guān)文檔資料，并編程對比實(shí)驗，筆者摸索出實(shí)現Flash中運行速度達到RAM中仿真速度的75％左右的方法，與TI指標相符合。下面詳細說(shuō)明試驗程序與方法。限于篇幅，只列出與試驗過(guò)程密切相關(guān)部分的配置情況。試驗程序使用的空間分配如表1所列。
試驗程序如下：
下面是CMD文件關(guān)鍵內容。因RAM仿真與下載Flash所用CMD文件有差異，故為節省篇幅，混合寫(xiě)在一起，差異部分參見(jiàn)說(shuō)明。
試驗程序運行時(shí)，用示波器在TMS320F2812的XF輸出腳可以測量到重復脈沖(如圖1所示)，表2為對應的測量結果。
函數InitFlash()設置了等待參數。在100 MHz的系統時(shí)鐘條件下，筆者的實(shí)例能保證正常執行的最佳參數；而其他設置會(huì )產(chǎn)生運行速度慢，或過(guò)快但運行不穩定的結果。觀(guān)察表2的測量結果，可以發(fā)現各方式下T1時(shí)間不變，原因為指令“asm(“RPT#248||NOP”)”取指令只執行一次，然后在DSP中內部循環(huán)執行250次，而只有取指令才涉及等待參數問(wèn)題，所以在試驗的4種條件下T1基本相同(畢竟還是存在取指令過(guò)程，每種條件下T1并非完全一致，有微小差別)。因Flash本身訪(fǎng)問(wèn)速度比SARAM要慢，指令需要插入等待周期。
表2說(shuō)明了下載到Flash中運行時(shí)的速度與在SARAM中仿真時(shí)相比，有所下降。T2／T3／T4雖然同為數據傳送花費時(shí)間，但因分布空間不同，對應匯編指令數和指令類(lèi)型相應有增減，故表現出不同的執行時(shí)間，其中數據在外部RAM中傳輸比在內部SARAM中傳輸要慢。
表2還顯示出下載到Flash中運行，如果同時(shí)對芯片加密，則應當特別注意變量分配的空間位置。加密后Flash處于安全模塊中，如果變量分配到HO，那么由于H0是非安全塊，DSP工作時(shí)可以在兩種模塊中動(dòng)態(tài)切換，不需要開(kāi)發(fā)者附加代碼。描述參見(jiàn)TI文檔資料中的CSM章節，但并未說(shuō)明需要額外增加時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)。LOL1是安全塊，如果變量分配到L0L1或是沒(méi)有加密，則因不存在安全與非安全模塊的切換時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)，速度比較快。當采用保護芯片知識產(chǎn)權而需要加密Flash時(shí)必須注意分配變量空間，把對運行速度敏感的參數分配到LOLl中，否則會(huì )發(fā)現程序執行速度降低到仿真時(shí)的1／4。由于內部SARAM空間有限，應用系統往往需要外擴RAM，數據交換將比在內部SARAM執行時(shí)有所增多。
2 結論
通過(guò)前面的試驗，可以得到幾個(gè)在TMS320F2812應用開(kāi)發(fā)中，運行于Flash中的代碼如何提高性能的指導原則：
①根據系統時(shí)鐘選擇合適的等待參數；
②數據分配空間從指令類(lèi)型與數量上影響程序執行效率；
③Flash加密后，對執行速度有快速性要求的應用系統，應當在CMD文件中指定運行空間在SARAM的L0L1段，并注意變量分配的段空間。
設計系統如果滿(mǎn)足上面幾個(gè)原則，那么程序執行效率就可達到SARAM仿真時(shí)的70％。
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