Electronics 版 (精华区)

发信人: bottle (孤烟), 信区: Electronics
标  题: : DSP编程和多个DSP并行处理
发信站: 紫 丁 香 (Sun Dec 19 13:26:07 1999), 转信

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发信人: tmx (飞翔), 信区: SingleChip
标 题: DSP编程和多个DSP并行处理
发信站: 武汉白云黄鹤站 (Sun Nov 28 21:26:50 1999), 站内信件
　　一、DSP程序开发
　　为了使DSP有效运行、必须要用能充分考虑DSP内部并
行性的汇编语言进行编制DSP程序。前面提到，美国TI公
司的DSP推销员说DSP编程容易，实际上他是指DSP的汇编语
言相对于计算机的汇编语言而言，比较容易一些，因为没
有像计算机汇编语言那样复杂。但是，对于习惯用高级语
言编程的用户，利用DSP汇编语言编程还是有困难的。因
为，汇编语言是面向机器的程序设计语言，它是一种把机
器语言（机器指令码）符号化的低级程序设计语言。使用
计算机汇编语言的用户一定要熟悉机器硬件结构和指令系
统；使用DSP汇编语言的用户一定要熟悉DSP芯片内部结构
和指令系统，这对于DSP用户来说也实非容易的事情。
　　从发展DSP应用角度观察，应该有相当规模的DSP开发
应用队伍，这个队伍的成员应该掌握使用汇编语言Assemb
lyLanguage编程基本功，才能开发出高效率的DSP应用程
序。特别是在利用多个DSP芯片开展并行处理应用时，具有
这种编程基本功底是绝对必要的。甚至，在某些专业应用
领域，诸如，日本简易便携电话PHS、磁盘驱动器里的控
制系统等，可能仅有一块DSP芯片，供编程的空间很小，需
要用DSP指令编写高效率精干的小程序。因为，利用汇编
语言编制应用程序，DSP还需要一种汇编程序Assembler通
过代真把源程序中各个符号转换成DSP可执行的指令代码。
Assembler也要占用DSP的有限存储空间。前文提及的正确
理解DSP，实际上也包括这一层含义。也就是说，不对DSP
的性能和结构有透澈地了解，很难推广DSP应用。
　　从DSP编程角度观察，需要重视以下两点：首先，DSP
处理任务的执行时间要给予重视，其次，C语言及其编译
程序Compiler支持工具也很重要。这是日本武藏工业大学
的学者曾祢元隆等研究DSP应用的重要心得体会，对于推广
DSP应用具有重要意义。
　　现在，美国TI公司尽管已提供软件支持工具，但是，
对于并行执令还有一定的困难。如今美国、墨西哥和日本
武藏工业大学等，正在积极地开发更好用的编译程序，除
了特殊指令以外，已经可以实现自动翻译。日本武藏工业
大学的DSP研究与开发状况如下：对于TI公司的DSP系列产
品中的C40和C3X的新编译程序已基本上开发出来，对于其
他的DSP用的软件工具正在加紧研究与开发之中。
　　 二、多个DSP并行处理
　　随着数字信号处理器DSP芯片逐年增多和芯片价格的
降低，多个DSP芯片并行处理的实用化研究，成为近年来DS
P研究热点之一。提起多个DSP并行处理，使人们很快联想
到跨入九十年代的超级并行处理MPP（MassivelyParalleP
rocessing）巨型机热潮。这类机器一上市，宣称具备三
大特点：
　　〈1〉高性能—MPP巨型机的峰值处理性能可以理解为
单个微处理器的性能与系统内容纳的微处理器总个数的乘
积，系统里链接的MPU个数愈多，则峰值处理速度愈高；
　　〈2〉伸缩性—系统伸缩性包含多种含义，系统性能
、系统通信带宽等都与系统内链接的微处理器个数成线性
增长关系，系统规模可大可小，表现出良好的可伸缩性；
　　〈3〉高性能／价格比—无论CISC还是RISC微处理器M
PU都是工业化大生产的标准产品，构筑成MPP巨型机，其
性能可同向量机媲美，而价格仅为向量巨型机的1／10甚至
更低，堪称是高性能／价格比。
　　九十年代初期的MPP巨型机，由于技术不够成熟，特
别是编译系统不成熟，导至MPP巨型机实际有效性能仅为其
峰值处理速度的1／10以下。早期的MPP巨型机厂家，如象
赫赫有名的美国TMC公司、KSR（KendallSquareResearch
）公司都先后倒闭，美国著名的小巨型机厂家Convex公司
已被HP公司并购。但是，这些有创见的小公司开发的先进
技术，依然存在并经过不断改进正被发扬光大。例如，有
关的“超级计算机更高无尽头”报道，MPP巨型机的峰值处
理速度已超过1TFLOPS，正向100TFLOPS冲刺。
　　现在，对于超级并行处理MPP技术已历经多年探索研
究，正开始走出摇篮期向成熟化方向迈进。据日本京都大
学工学部教授富田真治分析，MPP技术走向成熟，将需在以
下5方面取得突破性进展：〈1〉并行处理语言、调试程序
和软件工具，要求实现标准化；〈2〉需要加强应用研究
，掌握和理解大规模应用程序，要对并行处理程序的处理
类型分类，需要有基准测试程序评价；〈3〉研究MPP巨型
机的单元处理器的体系结构，优化出单元处理器结构；〈4
〉共享存储器结构和消息传送结构有待进一步研究，大规
模共享存储器系统里，缓存控制采取登录方式可能会有大
发展；〈5〉高速互连网络和同步结构是MPP系统的重要组
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