基于TI C6000系列DSP的C／C++程序优化技术

摘 要：在现代DSP的开发中，越来越多地采用C／c++作为开发语言，而C／C++程序的优化成为DSP’软件开发的重要环节。在此介绍TI C6000的软件开发流程，重点讨论C6000系列的C／C++程序优化技术，包括优化流程，C／C++代码优化方法，编写线形汇编代码优化方法等。为DSP的C/C++软件开发提供了全面的程序优化技术和方法，对实际系统的开发具有重要的现实意义。
关键词：C6000；程序优化；软件流水；线性汇编

0 引 言
目前在DSP平台上编程多使用汇编语言与C语言，为了追求代码的高效，过去一般用汇编语言来编制。DSP程序汇编语言简洁高效，能够直接操作DSP的内部寄存器、存储空间、外设，但可读性、可修改性、可移植性较差；随着DSP应用范围不断延伸，应用的日趋复杂，汇编语言程序在可读性、可修改性、可移植性和可重用性的缺点日益突出，软件需求与软件生产力之间的矛盾日益严重。引入高级语言(如C语言，C++，Java)，可以解决该矛盾。在高级语言中，C语言是一种较为高效的高级语言，在可读性、可移植性等方面优于汇编指令。各个DSP芯片公司都相继推出了相应的C语言编译器。
但由于DSF结构的特殊性，使得该平台上的C语言编译器无法充分发挥DSP器件的性能优势。同样功能的C语言程序，效率往往只有直接书写的汇编程序的几分之一甚至几十分之一，因此有必要根据DSP的特性对C语言编写的程序进行进一步的优化。

l TMS320C6000处理器介绍
TMS320C6000是TMS320系列产品中的新一代高性能DSP芯片，共分为两大系列。其中定点系列为TMS320C62xx和TMS320C64xx；浮点系列为TMS320C67xx。由于TMS320C6000的开发主要面向数据密集型算法，它有着丰富的内部资源和强大的运算能力，所以被广泛地应用于数字通信和图像处理等领域。
C6000系列CPU中的8个功能单元可以并行操作，并且其中两个功能单元为硬件乘法运算单元，大大地提高了乘法速度。DSP采用具有独立程序总线和数据总线的哈佛总线结构，仅片内程序总线宽度就可达到256位，即每周期可并行执行8条32位指令；片内两套数据总线的宽度分别为32位；此外，DSP还有一套32位DMA专用总线用于传输。灵活的总线结构使得数据瓶颈对系统性能的限制大大缓解。C6000的通用寄存器组能支持32位和40位定点数据操作，另外C67xx和C64xx还分别支持64位双精度数据和64位双字定点数据操作。除了多功能单元外，流水技术是提高DSP程序执行效率的另一主要手段。由于TMS320C6000的特殊结构，功能单元同时执行的各种操作可由VLlW长指令分配模块来同步执行，使8条并行指令同时通过流水线的每个节拍，极大地提高了机器的吞吐量。

2 C6000软件开发流程
图1为C6000的软件开发流程图。图中阴影部分是开发C代码的常规流程，其他部分用于辅助和加速开发讨程．

C／C++源文件首先经过C／C++编译器(C／C++cornpiler)转换为C6000汇编源代码。编译器、优化器(optimizer)和交叠工具是C／C++编译器的组成部分。编译器使用户能一步完成编译、汇编和连接；优化器调整合修改代码以提高C程序的效率；交叠工具把C／C++语句和对应的汇编语句交叠列出。