什么是數(shù)字信號處理器的速度標(biāo)準(zhǔn)?
數(shù)字信號處理器是否符合設(shè)計要求,關(guān)鍵在于是否滿足速度要求。測試處理器的速度有很多方法,最基本的是測量處理器的指令周期,即處理器執(zhí)行最快指令所需要的時間。指令周期的倒數(shù)除以一百萬,再乘以每個周期執(zhí)行的指令數(shù),結(jié)果即為處理器的最高速率,單位為每秒百萬條指令MIPS。
但是指令執(zhí)行時間并不能表明處理器的真正性能,不同的處理器在單個指令完成的任務(wù)量不一樣,單純地比較指令執(zhí)行時間并不能公正地區(qū)別性能的差異,F(xiàn)在一些新的DSP采用超長指令字(VLIW)架構(gòu),在這種架構(gòu)中,單個周期時間內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)多條指令,而每個指令所實(shí)現(xiàn)的任務(wù)比傳統(tǒng)DSP少,因此相對VLIW和通用DSP器件而言,比較MIPS的大小時會產(chǎn)生誤導(dǎo)作用。
即使在傳統(tǒng)DSP之間比較MIPS大小也具有一定的片面性。例如,某些處理器允許在單個指令中同時對幾位一起進(jìn)行移位,而有些DSP的一個指令只能對單個數(shù)據(jù)位移位;有些DSP可以進(jìn)行與正在執(zhí)行的ALU指令無關(guān)的數(shù)據(jù)的并行處理(在執(zhí)行指令的同時加載操作數(shù)),而另外有些DSP只能支持與正在執(zhí)行的ALU指令有關(guān)的數(shù)據(jù)并行處理;有些新的DSP允許在單個指令內(nèi)定義兩個MAC。因此僅僅進(jìn)行MIPS比較并不能準(zhǔn)確得出處理器的性能。
解決上述問題的方法之一是采用一個基本的操作(而不是指令)作為標(biāo)準(zhǔn)來比較處理器的性能。常用到的是MAC操作,但是MAC操作時間不能提供比較DSP性能差異的足夠信息,在絕大多數(shù)DSP中,MAC操作僅在單個指令周期內(nèi)實(shí)現(xiàn),其MAC時間等于指令周期時間,如上所述,某些DSP在單個MAC周期內(nèi)處理的任務(wù)比其它DSP多。MAC時間并不能反映諸如循環(huán)操作等的性能,而這種操作在所有的應(yīng)用中都會用到。
最通用的辦法是定義一套標(biāo)準(zhǔn)例程,比較在不同DSP上的執(zhí)行速度。這種例程可能是一個算法的“核心”功能,如FIR或IIR濾波器等,也可以是整個或部分應(yīng)用程序(如語音編碼器)。圖1為使用BDTI公司的工具測試的幾款DSP器件性能。
在比較DSP處理器的速度時要注意其所標(biāo)榜的MOPS(百萬次操作每秒)和MFLOPS(百萬次浮點(diǎn)操作每秒)參數(shù),因?yàn)椴煌膹S商對“操作”的理解不一樣,指標(biāo)的意義也不一樣。例如,某些處理器能同時進(jìn)行浮點(diǎn)乘法操作和浮點(diǎn)加法操作,因而標(biāo)榜其產(chǎn)品的MFLOPS為MIPS的兩倍。
其次,在比較處理器時鐘速率時,DSP的輸入時鐘可能與其指令速率一樣,也可能是指令速率的兩倍到四倍,不同的處理器可能不一樣。另外,許多DSP具有時鐘倍頻器或鎖相環(huán),可以使用外部低頻時鐘產(chǎn)生片上所需的高頻時鐘信號。
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