Linux下Cold Fire 片內SRAM的應用程序優化設計

3．3 配置實時數據和函數到片內SRAM中執行
把用戶空間的實時數據和函數放置到片內SRAM中執行，由于處理器可以直接從片內SRAM中存取數據和指令，減少了處理器存取數據和指令的周期，提高了程序的執行效率。首先，放置實時數據到處理器片內SRAM中。通過S_malloc和S_free函數來實現：S_malloc用來申請處理器內存空間，S_free用來對這一申請的空間進行釋放。為了靈活使用定義的S_malloc和S_free函數，需要定義一個結構體和地址指針：

然后，通過動態內存分配方式可以把MP3解碼程序中的實時數據放入處理器內存中執行。加載函數到SRAM中與加載實時數據不同，需要通過指針和枚舉變量來實現。首先通過一個宏定義設置每個函數大小為4 KB，并使用枚舉變量為函數分配處理器片內SRAM執行的起始地址。

SRAMFUNC2=SRAM_BIG_FUNC1+BIG_FUNC_SIZE，…}；
在定義完函數運行時加載的存儲地址之后，把MP3解碼程序中的MPEGSUB_synthesis和imdct_1等函數通過字符串拷貝的方式復制到處理器片內SRAM中執行，經過編譯、鏈接這些函數在執行時將會加載到相應的SRAM單元塊中。這樣就減少了處理器執行解碼函數所需的時間，提高了程序的執行效率。

4 性能測試與分析
為了驗證基于處理器片內SRAM的優化設計方案，我們在MCF5329EVB開發板上對經該方案優化過的MP3解碼器進行了驗證和測試。
首先，進行功能測試，應用MPEG組織推薦的測試碼流(128 kb／s，44．1 kHz)。選用一段音頻test．mp3，分別用標準浮點解碼器和本文設計的音頻解碼器進行本地解碼測試，并對其解碼波形進行比較分析。從圖4的波形比較可以看到，經過本方案優化設計的解碼器解碼波形與標準浮點解碼器基本無差別。經人耳測試，無法辨別出兩者解碼輸出的差別。所以，從功能上講本文設計的基于片內SRAM的應用程序優化方案是可行的。

其次，進行性能測試。在測試平臺上分別對優化前后解碼器的MIPS消耗數和空間消耗量進行比較分析，如表2所列。

優化前，解碼器MIPS消耗數為68 MIPS@240MHz；優化后，解碼器MIPS消耗數為39．2 MIPS@240 MHz。在硬件條件允許的情況下，消耗的內存雖然有一定的增加，但是經過本文方案優化后，解碼效率得到了很大的提高。

結 語
本文提出了在嵌入式Linux操作系統下基于處理器片內SRAM的應用程序優化設計方案。以MP3解碼器為例，通過從配置音頻驅動程序、實時數據和函數到處理器片內SRAM中執行來對解碼器進行優化設計，并在ColdFire5329開發平臺上成功實現該方案。優化后的MP3播放器不僅解碼效率高，而且音質好，完全可以在中低端處理器上實現實時播放，使低性能CPU處理復雜應用程序成為可能。該方案有效地提高了應用程序的執行效率，降低了功耗，對嵌入式Linux應用產品開發有著重要參考價值。