呵，學(xué)習(xí)DSP，特別是Blackfin系列的，沒數(shù)據(jù)手冊簡直是沒法學(xué)的。
該系列基本上只有英文資料，而就我目前翻過的所有教材基本上都是從數(shù)據(jù)手冊上摘錄一個(gè)片段，翻譯一下就完事了，連個(gè)總結(jié)都沒有。很多關(guān)鍵的地方（比如中斷），要想理解完整，必須同時(shí)參考多個(gè)數(shù)據(jù)手冊，因此只看教材基本上是云里霧里的。
附件里是bf548與bf533的相關(guān)手冊，與bf561大部分是一樣的。bf561是雙核的，在編譯與鏈接庫參考手冊（6389974860119950_BF_cc_man.pdf）里有關(guān)于雙核編程的指導(dǎo)。
好吧，再講講Blackfin DSP與ARM的區(qū)別。
可以把嵌入式分成DSP與MCU兩種
MCU一般用于管理任務(wù)，更注重代碼密度，而不是性能的極限（比如只做一個(gè)管理系統(tǒng)，更多的是對外設(shè)讀寫，而外設(shè)一般是很慢（想想IIC，SPI，速度再快也不過幾M比特）的，因此大部分時(shí)間都在等待，很少需要考慮算法的優(yōu)化），ARM便是這類MCU。
DSP一般用于處理圖像、音頻、視頻（不僅是讀寫，而是處理，比如編碼解碼，或者從圖像完成人臉檢測），它更注重地是發(fā)揮處理器的極限性能，而其架構(gòu)（后講）也自然地與MCU有較大區(qū)別。
以前的話，大部分DSP對管理任務(wù)的能力很差，而像ARM這種MCU對于算法性能要求高的（比如圖像處理）的任務(wù)基本是無能為力。于是，既能有MCU出色 的管理功能，又能有DSP出色的計(jì)算性能便是很多人的一個(gè)目標(biāo)，Blackfin DSP便是這樣誕生的。它既能作為100%的MCU使用，也能作為100%的DSP使用（這句是從U-boot的應(yīng)用筆記抄的，呵，100%，哥可不敢亂 說）。
好的，以一個(gè)例子說明一下圖像處理的艱巨來體現(xiàn)DSP的必要性。
我們現(xiàn)在拍攝的圖像再一般都是動(dòng)輒130W像素，或者300W像素，假設(shè)想要從圖像中識別出人臉（或車牌號識別，都是一樣的）。那么便需要用一些圖像處理 與機(jī)器視覺的算法對圖像進(jìn)行處理。無論對圖像作怎樣簡單的處理，都需要遍歷每個(gè)像素，對于130W像素的圖像，再快也得運(yùn)算130W次（計(jì)算上尋址之類， 得130W*3~7）。那么對于PC的單核3G的CPU來說，一秒只能遍歷幾千次圖像（這里只是舉例說明，實(shí)際上由于現(xiàn)代CPU的架構(gòu)良好，GPU、協(xié)處 理器的存在，速度并不會(huì)這么慢）。把遍歷一次圖像看成一次加法，那么3G的CPU就相當(dāng)于一個(gè)只能計(jì)算幾千次加法的CPU，這樣的處理速度難以滿足實(shí)時(shí)要 求。而DSP便是為解決這些問題而存在的。
這里看一下Blackfin DSP的一些特點(diǎn)（為了防止太多廢話，這里假設(shè)大家有一點(diǎn)CPU的架構(gòu)知識與匯編知識）：
零周期循環(huán)：
for (i = 0; i < 1000;i++)
for (j = 0; j < 1000 ;j++)
x = 0;
看上例，對于一般的CPU來說，循環(huán)都是模擬實(shí)現(xiàn)的，即判斷是否計(jì)數(shù)完成，然后減計(jì)數(shù)，再JUMP，這至少得３個(gè)周期（更要命的是，流水線必須重新填充， 這個(gè)隱含了更多的周期浪費(fèi)），也就是說上面的執(zhí)行至少得消費(fèi)4M(3 * 1000 000 + 1000 000)個(gè)周期。
而Blackfin DSP使用硬件循環(huán)，上面的兩個(gè)for不消耗周期，即只消費(fèi)了1M個(gè)周期，這個(gè)節(jié)省是很可觀的。
同時(shí)Blackfin DSP還使用一個(gè)緩存區(qū)存放循環(huán)體內(nèi)的4條指令，以進(jìn)一步提高效率。
循環(huán)尋址：
for (i = 0; i < 1000;i++)
a[i % 100] += 1;
大家要知道，%運(yùn)算不是由硬件支持（對于PC與DSP都一樣）的，它的執(zhí)行效率很低，對于DSP，估計(jì)一次得上百個(gè)周期。在形態(tài)學(xué)圖像處理中，循環(huán)尋址是 很常見的，而每理一個(gè)像素要上百個(gè)周期，這對DSP是無法接受的。因此DSP提供了一組寄存器，叫DAG，通過合適的配置，可以使地址循環(huán)，為了讓大家更 明白，將上例改成DSP的實(shí)現(xiàn)形式：
p = a;
for (i = 0; i < 1000;i++)
*p++ += 1;
這里假設(shè)p已經(jīng)配置好循環(huán)長度為１００（這里其實(shí)應(yīng)該用匯編寫，不過只是為了演示，而忽略了晦澀的細(xì)節(jié)），當(dāng)p累加到100時(shí)（依此類推），會(huì)自動(dòng)把p重設(shè)為a的起地址。相比于上面的代碼，每執(zhí)行一次循環(huán)可節(jié)�。保埃岸鄠�(gè)周期。
特別設(shè)計(jì)的指令集（對應(yīng)于特別設(shè)計(jì)的架構(gòu)）：
１、一些高效指令：
Blackfin DSP有兩個(gè)MAC，可以在一個(gè)周期內(nèi)同時(shí)完成２個(gè)16位乘法，而PC的CPU一般是幾個(gè)周期完成一次乘法。
各種專為視頻流處理設(shè)置的指令（至今沒用過，沒法細(xì)講）。
更多高效指令與細(xì)節(jié)，參考指令集參考手冊。
2 、并行指令：
一個(gè)周期內(nèi)最高可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)一條32位指令加兩條16位指令。這里通過一個(gè)例子，大家去體會(huì)其中的獨(dú)到之處：
A1+=R0.L*R2.H,A0+=R0.L*R2.L || R2.L=W[I2++] || R0=[I1--] ;
這是一條匯編指令，在單周期內(nèi)完成，它完成了兩次乘法，并累加到專用累加器，完成兩次數(shù)據(jù)存取，同時(shí)移動(dòng)兩次指針。將它換到PC上實(shí)現(xiàn)，至少得１０個(gè)周期。
更多的關(guān)于DSP與眾不同之處就不多說了，數(shù)據(jù)手冊多看些自然也就明白了。
那么學(xué)習(xí)Blackfin DSP應(yīng)該學(xué)什么？
雖然它既能完成MCU的功能，又有DSP的強(qiáng)悍，我認(rèn)為還是側(cè)重DSP的方面的學(xué)習(xí)，因?yàn)樗容^貴，還有想學(xué)MCU，學(xué)ARM更合適，資料多。
要學(xué)會(huì)DSP，至少得學(xué)會(huì)匯編（Blackfin的匯編與C類似，好學(xué)，但是加了限制），才能深刻理解它的架構(gòu)（有人說，不會(huì)匯編的DSP工程師稱不上合 格的工程師，而一般一個(gè)高度優(yōu)化的DSP項(xiàng)目的核心部分都會(huì)包含一部分匯編）。不會(huì)匯編去看架構(gòu)，我認(rèn)為最多只能走馬觀花（至少不會(huì)匯編前，哥是看得糊里 糊涂）。
然后實(shí)踐一些比較需要DSP的例子（一邊看例子，一邊學(xué)匯編），比如FFT、形態(tài)學(xué)處理之類的。更深入的也就不用說了，入門后大家就會(huì)漸漸明白適合自己的了。
談得比較空泛，更具體的還是只能通過實(shí)際的例子才講得明白。 |
