矩阵的乘法与加法运算的优化设计.pdf

信息与通信工程学院 DSP 第四次实验 一、 实验名称 矩阵的乘法和加法运算的优化设计 二、 实验要求 程序优化： 请参考例程中的Optimization 文件夹中的方法，把实验二中的矩阵相乘程序优化。 要求用四种方案，写出每种优化方案的思路和优化的结果 三、 原理说明 使用寄存器代替局部变量  C 的子程序往往有局部变量，编译器会为所有局部变量分配内存空间，对局部变量的所有操作都 设计访存，这相对于访问寄存器是很慢的。因此利用寄存器保存中间变量，代替局部变量 使用硬件循环代替软件循环  软件循环：BF53 测错误时会阻塞流水线，导致7 个CPU 浪费。  硬件循环：不需要条件转移指令，根据循环寄存器的值自动执行和退出循环，避免了不必要的时 钟开销。但循环重数最好不要超过2。 充分利用数据总线宽度  外部数据总线宽度是32 位，可以一次存取4 字节。数据批量处理时，使用一次存取4 个字节代 替一次存取2 个或者1 个字节可以节省指令的执行条数 使用并行指令和向量指令 使用一条并行指令 1 相当于同时执行2 令并行 ，一条通用指令可以和一条或者两条存储器访问指令并行，R3 = R2 +|+ R3 ||R0 =[I0++] || R1 =[I1++] 累加器A0 和A1  充分利用两个累加器，进行并行累加操作 四、 代码展示 /* 两列数据同时进行计算，使得第二层减少为三次循环，并行操作*/ #includedefBF535.h .section L1_data_a;//declare the data section .BYTE2 aArray[36]=a.dat;//define a Array to save the matrix A .BYTE2 bArray[36]=b.dat;//define a Array to save the matrix B .BYTE2 eArray[38];//define a Array to save the results .VAR cycleCountBegin, cycleCountEnd ; .VAR numCycles ;//define a variable to save the number of CYCLES .section program ;//declare the program section .global _main ;//declare the main program _main : // Enable the CYCLES counter R0 = SYSCFG ; bitset (R0, 0x1) ; SYSCFG = R0 ; R0 = CYCLES ; P0.H = cycleCountBegin ; P0.L = cycleCountBegin ; [P0] = R0 ; M0 = 1 ; P2 = 6;M1 = 12; P1 = 3; A_multi_B: I0.H = aArray; I0.L = aArray; I1.H = bArray; I1.L = bArray; P3.H = eArray; P3.L = eArray; call oper; call oper; R0 = CYCLES ; R1 = [P0] ; P0.H = cycleCountEnd ; P0.L = cycleCountEnd ; [P0] = R0 ; R0 = R0 - R1 ; P0.H = numCycles ; P0.L = numCycles ; [P0] = R0 ; 2 [P3] = R0; idle; _main.end: oper: R7 = I1; R4 = I0;R5 = I1; l