TI 全新TMS320C66x 定點(diǎn)與浮點(diǎn)DSP內(nèi)核成功挑戰(zhàn)速度極限

圖 2 所示的 TI 最新 C66x 內(nèi)核具有同 C64x+ 內(nèi)核相同的基本 A B 結(jié)構(gòu)。請注意，.M 單元的 16 位乘法器已增至每個功能單元 16 個，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)核原始計算能力提升 4 倍。C66x DSP 實(shí)現(xiàn)的突破性創(chuàng)新使得由 4 個乘法器組成的各群集可協(xié)同工作以實(shí)施單精度浮點(diǎn)乘法運(yùn)算。

圖 2 － TI 最新 C66x DSP 內(nèi)核

C66x DSP 內(nèi)核可同時運(yùn)行多達(dá)八項浮點(diǎn)乘法運(yùn)算，加之高達(dá) 1.25 GHz 的時鐘頻率，使其當(dāng)之無愧地成為市場上性能最高的浮點(diǎn) DSP。將多個 C66x DSP 內(nèi)核進(jìn)行完美整合，即可創(chuàng)建出具有出眾性能的多內(nèi)核片上系統(tǒng) (SoC) 設(shè)備。

浮點(diǎn)技術(shù)的成本為使定點(diǎn)與浮點(diǎn)組件都能同時實(shí)現(xiàn)最佳性能，TI 專為該款最新的 C66x 內(nèi)核開發(fā)了全新的浮點(diǎn)與定點(diǎn)指令，所有這些都對實(shí)現(xiàn)高效率的無線信號處理至關(guān)重要。由于采用浮點(diǎn)符號會帶來額外的計算復(fù)雜度，從而導(dǎo)致了定點(diǎn)與浮點(diǎn)處理器“分庭抗禮”的局面。在定點(diǎn)運(yùn)算情況下，加法、乘法等基本操作簡單易行，但在浮點(diǎn)運(yùn)算情況下，這些基本操作需要做更多工作量。比如兩個浮點(diǎn)數(shù)相乘的情形：

請注意，指數(shù)需要相加操作，尾數(shù)則需要相乘操作。然后，最終 (M1×M2) 值需調(diào)整成 23 位的表示形式，這可能需要對指數(shù)的值也作更改。使用浮點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行所有基本運(yùn)算時將需要很多額外的操作。

浮點(diǎn)計算帶來的額外復(fù)雜度恰好說明了眾多算法僅采用定點(diǎn)表示數(shù)和定點(diǎn)運(yùn)算的原因。嵌入式處理器能夠更快地運(yùn)行定點(diǎn)運(yùn)算，并且在眾多情況下，只需要定點(diǎn)算法即可。例如，C66x DSP 內(nèi)核在每個周期內(nèi)都能執(zhí)行 16 項定點(diǎn)乘法運(yùn)算或者是 4 項浮點(diǎn)乘法運(yùn)算。為使定點(diǎn)和浮點(diǎn)組件都能同時實(shí)現(xiàn)最佳性能，TI 為該款最新的 C66x DSP 內(nèi)核開發(fā)了定點(diǎn)與浮點(diǎn)運(yùn)算指令，所有這些都對實(shí)現(xiàn)高效率的無線基站信號處理至關(guān)重要。浮點(diǎn)指令 FPi 包括：
1. 單精度復(fù)數(shù)乘法
2. 矢量乘法
3. 單精度矢量加減法
4. 單精度浮點(diǎn)－整數(shù)之間的矢量變換
5. 支持雙精度浮點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算（加、減、乘、除及與整數(shù)間的轉(zhuǎn)換）并且完全為管線式

最新定點(diǎn)指令可實(shí)現(xiàn)最佳的矢量信號處理 (VSPi)，其中包括：
1. 復(fù)數(shù)矢量和矩陣乘法，諸如針對矢量的 DCMPY，以及針對矩陣乘法的CMATMPYR1
2. 實(shí)矢量乘法
3. 增強(qiáng)型點(diǎn)積計算
4. 矢量加減法
5. 矢量位移
6. 矢量比較
7. 矢量打包與拆包