如何编写电力实时应用的运行在DSP上的高效C代码

2013-12-12 10:46:22 电力信息化　点击量：评论 (0)

摘要：数字信号处理器（DSP）因其出色的处理能力，在包括电力应用在内的各个领域得到十分广泛的应用。为了满足电力应用的高实时性的要求，需要为DSP编写高效的代码。目前对DSP进行程序设计时，使用得最多的是C语

摘要：数字信号处理器（DSP）因其出色的处理能力，在包括电力应用在内的各个领域得到十分广泛的应用。为了满足电力应用的高实时性的要求，需要为DSP编写高效的代码。目前对DSP进行程序设计时，使用得最多的是C语言。本文介绍了DSP编程的特点，并从代码的空间效率和时间效率两个方面提出一些提高C代码效率的方法。

关键字：DSP，高效C代码，空间效率，时间效率，电力实时应用

1 引言

C语言是为人们所熟知的计算机语言。它运用灵活，功能强大，受到大多数程序员的青睐，也自然成为DSP程序设计的重要语言。目前，几乎所有的DSP都支持C语言和汇编语言的混合编程。但C语言较之汇编语言具有可移植性强、可读性强和编程周期短等优势，并且其代码效率也接近汇编语言。因此，大多数的DSP程序设计都是以C语言为主要设计语言，如何编写运行在DSP上的高效C代码成为DSP程序设计者最为关心的问题。

2 DSP编程的特点

用C语言编写运行在DSP上的代码和编写运行在台式机上的代码是不太一样的。因此，很多用C语言编写代码（运行在台式机上的代码）的经验和原则，在对DSP进行C语言编程时，很可能不再适用。

2.1 DSP的存储容量有限

DSP芯片都会有片内存储单元，根据厂商和型号的不同而拥有不同的容量。一般片内存储单元的容量都不大，即使扩展了外部存储单元，其总的容量也是比较有限的。另外，DSP对片内存储单元的访问速度要比对外部存储单元的访问速度快很多【3】。因此，如果能将整个代码空间（包括程序空间和数据空间）压缩到片内存储单元中，就可以极大地提高代码的执行速度。

2.2 DSP代码的执行时间有限

DSP得到广泛应用的一个重要原因在于DSP在对数字信号进行数学处理时，体现出其无与伦比的速度优势。因此，DSP的应用场合一般都是对执行时间有严格限制的场合。例如电网通信、数据采集、输电保护和事故分析等都对系统的实时性提出了比较高的要求，通常系统的动作需要在很短的时间内完成。

3 编写高效的C代码

由于DSP程序设计具有存储容量限制和执行时间限制的两个主要的特点，所以高效的C语言程序设计显得尤为重要。这里的高效指两个方面：空间效率高和时间效率高。空间效率高是指DSP代码尽量占用较少的代码空间；时间效率高是指DSP代码尽量在较短的时间内执行完毕。

3.1 提高代码的空间效率

一段代码所占用的代码空间主要包括两个方面：程序空间和数据空间。程序空间是指代码中的C语言指令所占用的空间；数据空间是指代码中申明和定义的数组、变量和常量等所占用的空间。

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