网络的嵌入式IP可视电话设计方案

【Word版本下载可任意编辑】网络的嵌入式IP可视电话设计方案（3）使用软件流水。

在编译时，使用-o2选项和-o3选项，编译器可对循环代码实现软件流水。为填满软件流水线，软件流水构造需要执行的循环迭代次数称为循环次数。循环总数小于循环次数时，执行不流水形式循环；循环总数大于循环次数时，执行软件流水形式循环。可以使用-ms选项，使编译器根据循环次数仅产生一种循环形式；可使用-o3和-pm选项，使优化器访问整个程序，了解循环次数信息；使用-nassert内联函数，防止冗余循环产生；使用-mh选项，消除软件流水循环的排空，从而减小代码尺寸。

由于在嵌套循环中编译器仅对里面的循环执行软件流水，因此对于执行周期很少的内循环开展循环展开，对外循环开展软件流水。

使用软件流水应当注意的问题：尽管软件流水循环可以包含内联函数，但不能包含函数调用；在循环中不使用break语句；循环控制变量不能与循环体内的语句有关；如果循环体内复杂的条件代码需要超过5个条件存放器或者32个以上存放器，则这个循环不可开展软件流水。

（4）片内存储器的分配及DMA技术的运用。

DM643内部有16KB的程序缓存、16KB的数据缓存和256KB的程序数据共享二级缓存，远小于执行程序和待处理图像数据，不可能将程序和图像数据都在片内RAM中缓存，因此合理地配置和使用存储空间，对系统整体效率影响很大。

提高算法程序执行速度的关键是使循环代码和要访问的数据在第1次访问之后全部发生L1P和L1D命中。循环代码占的空间很小，执行过之后，完全可以全部在L1P中缓存，因此，不用考虑代码如何在存储器中存放，主要问题是图像数据的存放。

由于L1D采取LRU（LeastRecentlyUsed）分配机制，因此对于小于等于16KB的连续存放的数据块可完全在L1D中命中。以解码过程为例，IDCT和运动补偿模块都是以宏块为单位开展运算的，IDCT数据类型为short型，运动补偿中的预测帧和当前帧的数据类型为unsignedchar型。计算一个宏块（420格式）的IDCT和运动补偿要访问的数据大小共需1536字节，运动补偿的数据包括预测宏块和当前宏块的数据，实际解码中以6个宏块（10KB）作为1次处理对象。待处理的数据要从外部存储器搬到L2中连续的存储空间，可利用EDMA与CPU并行工作的特点，采取Ping??Pong技术，使CPU在处理Ping空间数据的同时，由EDMA将下次要处理的数据搬到Pong空间中；当CPU处理Pong空间数据时，再由EDMA将Ping空间已处理好的数据搬回外部存储器，并将下次要处理的数据搬到Ping空间，这样就可到达CPU的计算能力。Ping、Pong空间各占用的大小为20KB,两个总共约40KB.L2中的剩余空间分出64KB留给数据空间，用于解码中常用的解码表、量化步长、输入压缩码流缓冲区和输出码流缓冲区等。64KB的程序空间用于存储H.264算法中的运动预测、运动补偿和中断服务程序等关键代码。L2其余部分配置为Cache,操作与L1D类似。

2.2编写线性汇编代码

为了提高代码性能，对影响处理速度的关键C代码段可以用线性汇编重新编写。线性汇编代码类似于汇编代码，不同的是线性汇编代码中不需要给出汇编代码必须指出的所有信息（如所使用的存放器、指令的并行与否、指令的延迟周期和指令使用的功能单元等），汇编优化器会根据代码的情况确定这些信息。当然，如果能够事先确定一些信息（如循环的执行次数、存储区的地址等），则编写的线性汇编代码的效率更高。具体的优化措施如下：

①使用伪指令向汇编优化器提供较为详细的信息。

②画出指令的相关图，根据相关图合理分配逻辑单元，限度地保证指令的并行执行。

③充分使用C64xDSP提供的强大包处理指令处理数据（包处理指令可同时处理2个l6位数据和4个8位数据）。本系统中使用了AVGU4、MIN2、MAX2、SPACKU4、PACK2、D0TP2、D0TPN2和UNPKLU4等指令。C64xDSP还提供了STDW（STNDW）、LDDW（LDNDW）指令，可存取连续的64位数据。可利用LDDW指令，将作1次行变换所需数据1次取来，并将处理后的结果利用STDW指令存好。这样大大缩短了代码长度，提高了代码效率。

④利用ScheduleTable确定循环的重复间隔，合理安排功能单元，开展软件的流水。

⑤对于两重循环嵌套，可将内层循环展开为外层循环内部的条件指令。这样可减小由内层循环所带来的循环前后的prolog和epilog的开销。

3性能分析

设计、调试好硬件系统，并在DM643上对整个系统软件开展设计和优化后，视/音频编/解码的处理速度及系统功能得到了很大提高。IP可视电话基本做到话音清晰并实时传输，在网络速度为30kbps以上时能实现CIF图像25~30帧/s,并可以音唇同步。

结语

该系统能在一颗DM643芯片上实现网络可视电话的几