如何實現高性能的DSP處理

　　DMA也可以與高速緩存聯合使用。通常，DMA傳輸首先將高速外設中的數據讀入到處理器的外部存儲器，數據高速緩存則將數據從外部存儲器讀入到處理器內部。進行這種操作通常需要使用“乒乓”緩沖器，一個緩沖區用于數據傳輸，另一個用于數據處理，圖2說明了這種操作方式。DMA控制器將數據傳輸到 buffer0時，處理器核則訪問buffer1，反之亦然。

　　圖2：DMA和高速緩存聯合使用時數據一致性的維護。

　　當聯合使用DMA和高速緩存時，維持DMA控制器讀入的數據與高速緩存中數據的一致性是很重要的，圖2說明了如何完成這一操作。當外設生成新的數據，DMA控制器則將數據放置在一個新的緩沖區，并產生中斷，通知處理器核可以處理這些數據。當處理器核處理該緩沖區數據前，與該緩沖區相應的高速緩存行被設為無效，從而強制高速緩存從主存儲器中取出數據，這樣就可以確保一致性。這種方法主要的缺點是它不能達到單一DMA模型的性能，這里DMA控制器采用將緩沖區的數據直接讀入內部存儲器的模式。

　　指令劃分

　　指令劃分(instruction partitioning)通常比較簡單。如果程序代碼能容納在內部存儲器中，只需要關閉指令高速緩存，直接把程序代碼映射到內部存儲器就可以獲得最大的效能。然而，多數應用程序代碼不能全部容納在內部存儲器中，所以必須打開高速指令緩存。

　　高速緩存容量通常小于外部存儲器，但這并不是一個問題，因為對于多數嵌入式軟件，“通常20％的程序代碼的運行時間占整個運行時間的80％”。大多數情況下，最耗時間的程序代碼都很小，足夠放置到高速緩存中，所以高速緩存器能夠充分發揮其作用。

　　為了提高性能，還可以使用指令的線鎖機制(line-locking mechanism)，鎖定程序的最關鍵的部分代碼。如需要進一步提高性能，可以關閉指令高速緩存并采用“存儲器覆蓋”的機制代替，該機制使用DMA將程序代碼傳輸到一個存儲器塊，而同時在另一個存儲器塊上執行操作。

　　數據劃分

　　數據劃分通常沒有指令劃分那么簡單。和程序代碼劃分一樣，如果數據緩沖區可以被容納在內部存儲器中，你就沒有多余的工作。如果不是，首要任務就是要區分靜態數據(如用于查找表)和動態數據。數據高速緩存在靜態數據方面使用較好，而DMA通常在動態數據方面性能更佳。

　　即使使用了數據高速緩存，也通常需要設立一個外設DMA傳輸通道，將數據從外設傳輸到外部存儲器。如果采用了數據高速緩存，可以將這些數據讀入到內部存儲器，只要在訪問數據前使高速緩存的緩沖區無效即可。如果正在使用DMA，則可以建立DMA傳輸，將數據從外部存儲器讀入到內部存儲器。