透過(guò)DSP模型建立和設定實(shí)現最佳模擬系統

嵌入式軟件發(fā)展需要對目標架構及其使用有著(zhù)廣泛而透徹的認識和瞭解。把嵌入式系統從概念轉化成能夠有效地在硬件環(huán)境中部署的高效能解決方案，需要若干個(gè)步驟。整個(gè)過(guò)程包括：分析、架構搭建、評估、硬件支援、設計、編碼、除錯、整合、驗證和確認，過(guò)程中準確度極為重要。硬件資源的使用效率低，或者是軟件沒(méi)有針對那些硬件資源進(jìn)行最佳化，都可能對性能帶來(lái)嚴重的影響?！　?/p>本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/257580.htm

CEVA-X系列采用的創(chuàng )新架構，充分利用可能的設計變數來(lái)控制整體性能。CEVA-X1620是CEVA-X核心系列的第一款產(chǎn)品，具有先進(jìn)的平行架構（Parallel Architecture），在一個(gè)機器周期中可執行多達八條指令。對于這類(lèi)先進(jìn)架構，高效能及有效的硬件資源使用更是格外重要。此外，CEVA-X整合了完整的存儲器系統，負責階層（Hierarchy）存儲器管理，包括直接存儲器存?。―MA）控制器、板上（On Board）快取存儲器、寫(xiě)入緩沖器、內部及外部存儲器、存儲器管理及仲裁器。利用這種廣泛的功能集，透過(guò)完整精確的模擬環(huán)境和先進(jìn)的設定（Profiling）能力，即可簡(jiǎn)易地最佳化軟件應用。

透過(guò)模擬減少時(shí)間、降低成本、提高性能
　　
對基于DSP/即時(shí)（Real Time）軟件發(fā)展而言，模擬環(huán)境非常重要，有幾項效益如下：

可見(jiàn)性/透明性
　　
硬件內部構件和硬件邏輯的工作可被監控，即使它們不是硬件介面的一部分，但是這在實(shí)際的硬件環(huán)境中往往是不可見(jiàn)的。瞭解背后的情況是解決問(wèn)題和提高性能的關(guān)鍵。

除錯
　　
模擬環(huán)境提供了硬件本身不支援的額外除錯功能。因此，在只提供有限可見(jiàn)性的硬件上運行所有程序（在缺乏精確模擬環(huán)境時(shí)），意味著(zhù)不得不利用更多的資源及更長(cháng)的除錯時(shí)間。

靈活性
　　
亦即在提交給最終系統架構之前檢查若干系統佈局（Layout）和場(chǎng)景（Scenario）的能力。要實(shí)現最佳性能，全都是利用硬件環(huán)境參數及運行其上的軟件進(jìn)行反覆試驗的結果。對于所選擇的具體裝置，不可能總是準確預測到對系統的影響。

時(shí)間
　　
在能夠執行所有實(shí)際測試（run-time）之前，不用損失時(shí)間和增加特殊硬件費用，就能實(shí)現平行硬件和軟件的開(kāi)發(fā)。
　　
預先計畫(huà) 即時(shí)模擬
　　
CEVA開(kāi)發(fā)出的模擬和設定環(huán)境，完全採用軟件建立模型，再加上廣泛的設定能力，可應用于諸多設計領(lǐng)域，對系統架構師和DSP軟件發(fā)展人員提供很大幫助。這種方法和環(huán)境可顯著(zhù)地提高系統性能，減少開(kāi)發(fā)時(shí)間。全面的模型建立環(huán)境，意味著(zhù)CEVA-X1620實(shí)現方案能夠以多種模式用于不同的開(kāi)發(fā)階段或不同開(kāi)發(fā)目的。

圖一：CEVA的模擬環(huán)境除錯工具

ISS和CAS模擬模式
　　
最初支援的是類(lèi)似于標準模擬解決方案的基本指令集模擬（Instruction Set Simulation，ISS）模式。在這種模式中，每一條指令都被當作不可分割的階段來(lái)執行。該模式執行速度非?？?，便于軟件發(fā)展。
　　
周期精確模擬（CAS）是更先進(jìn)的模擬模式。在這種模式中，架構的行為被完全模擬，包括所有的管線(xiàn)級。在檢查精度或硬件驗證時(shí)，該模式對完整的系統模擬非常重要，屆時(shí)模擬器可以當作內核模組，很方便地模擬真實(shí)硬件的功能。除了周期精確能力之外，全部存儲器子系統（MSS）都被建立成模型，可對整個(gè)系統進(jìn)行共同模擬。這樣一來(lái)，由于軟件與硬件的交互作用，便能夠實(shí)現軟件行為的真實(shí)精確的模擬。因這種模式包括了所有的MSS模組，故可對所有的存儲器層次進(jìn)行除錯，包括快取存儲器、寫(xiě)入緩沖器、內部外部存儲器?？稍谀M中分析不同存儲器的布局情況，從而觀(guān)察在每一種情況下，在演算法執行期間存儲器的存取和沖突情形。

完整設定　針對模擬環(huán)境自動(dòng)分析
　　
除了上述的模擬能力之外，CEVA還提供針對C-level導向的應用程式及存儲器的設定器。這種設定器可對整個(gè)模擬環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)分析。
　　
第一個(gè)功能是在基本的ISS模式中提供完整的C-level設定。經(jīng)由找出潛在的問(wèn)題，比如應用核心、瓶頸和最耗費程式碼執行的部分，藉此有效提高軟件性能。這項工具能夠減少關(guān)鍵功能的時(shí)脈消耗和非關(guān)鍵功能的程式碼大小。應用程式設定在Ｃ函數上來(lái)自動(dòng)執行，不需要修改任何代碼，同時(shí)還可用于組合語(yǔ)言程式。
　　
接下來(lái)，應用程式設定可依據CAS和MSS模擬器來(lái)被執行，以便根據每一個(gè)功能的存儲器映射和存儲器沖突來(lái)獲得它真正的應用性能。
　　
最后，在應用程式以CAS和MSS模式被設定及有關(guān)功能已被確定后，設定器給出了完整的存儲器使用資訊，其中包括快取存儲器使用和沖突、每項功能的停滯概要、代碼存儲器停滯、資料存儲器停滯、代碼存儲器沖突及資料存儲器沖突的相關(guān)資訊。這種全面的MSS設定資訊，可指導使用者針對應用中的每一項特定功能最佳化存儲器使用。
　　
目前CEVA的多媒體和音頻開(kāi)發(fā)團隊，已成功利用上述模型建立和設定流程來(lái)精簡(jiǎn)某些演算法功能的時(shí)脈消耗和程式碼，同時(shí)也協(xié)助采用此核心的客戶(hù)晶片組設計提升效能。