如何編寫電力實時應用的運行在DSP上的高效C代碼

2013-12-12 10:46:22 電力信息化　點擊量：評論 (0)

摘要：數字信號處理器（DSP）因其出色的處理能力，在包括電力應用在內的各個領域得到十分廣泛的應用。為了滿足電力應用的高實時性的要求，需要為DSP編寫高效的代碼。目前對DSP進行程序設計時，使用得最多的是C語

摘要：數字信號處理器（DSP）因其出色的處理能力，在包括電力應用在內的各個領域得到十分廣泛的應用。為了滿足電力應用的高實時性的要求，需要為DSP編寫高效的代碼。目前對DSP進行程序設計時，使用得最多的是C語言。本文介紹了DSP編程的特點，并從代碼的空間效率和時間效率兩個方面提出一些提高C代碼效率的方法。

關鍵字：DSP，高效C代碼，空間效率，時間效率，電力實時應用

1 引言

C語言是為人們所熟知的計算機語言。它運用靈活，功能強大，受到大多數程序員的青睞，也自然成為DSP程序設計的重要語言。目前，幾乎所有的DSP都支持C語言和匯編語言的混合編程。但C語言較之匯編語言具有可移植性強、可讀性強和編程周期短等優勢，并且其代碼效率也接近匯編語言。因此，大多數的DSP程序設計都是以C語言為主要設計語言，如何編寫運行在DSP上的高效C代碼成為DSP程序設計者最為關心的問題。

2 DSP編程的特點

用C語言編寫運行在DSP上的代碼和編寫運行在臺式機上的代碼是不太一樣的。因此，很多用C語言編寫代碼（運行在臺式機上的代碼）的經驗和原則，在對DSP進行C語言編程時，很可能不再適用。

2.1 DSP的存儲容量有限

DSP芯片都會有片內存儲單元，根據廠商和型號的不同而擁有不同的容量。一般片內存儲單元的容量都不大，即使擴展了外部存儲單元，其總的容量也是比較有限的。另外，DSP對片內存儲單元的訪問速度要比對外部存儲單元的訪問速度快很多【3】。因此，如果能將整個代碼空間（包括程序空間和數據空間）壓縮到片內存儲單元中，就可以極大地提高代碼的執行速度。

2.2 DSP代碼的執行時間有限

DSP得到廣泛應用的一個重要原因在于DSP在對數字信號進行數學處理時，體現出其無與倫比的速度優勢。因此，DSP的應用場合一般都是對執行時間有嚴格限制的場合。例如電網通信、數據采集、輸電保護和事故分析等都對系統的實時性提出了比較高的要求，通常系統的動作需要在很短的時間內完成。

3 編寫高效的C代碼

由于DSP程序設計具有存儲容量限制和執行時間限制的兩個主要的特點，所以高效的C語言程序設計顯得尤為重要。這里的高效指兩個方面：空間效率高和時間效率高。空間效率高是指DSP代碼盡量占用較少的代碼空間；時間效率高是指DSP代碼盡量在較短的時間內執行完畢。

3.1 提高代碼的空間效率

一段代碼所占用的代碼空間主要包括兩個方面：程序空間和數據空間。程序空間是指代碼中的C語言指令所占用的空間；數據空間是指代碼中申明和定義的數組、變量和常量等所占用的空間。

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