RA6T2 IIR濾波器加速器應(yīng)用之配置IIRFA

2. 配置IIRFA（下）

2.2 操作方法

2.2.2 處理方法

根據(jù)IIRFA的配置，有三種執(zhí)行通道處理的方法。它們?cè)谕ǖ捞幚黹_(kāi)始后從IIRCHnOUT寄存器讀取輸出數(shù)據(jù)的操作過(guò)程不同。從定義上來(lái)講，單數(shù)據(jù)處理是指對(duì)一個(gè)輸入值執(zhí)行通道處理，處理完成后不執(zhí)行其他通道處理。多數(shù)據(jù)處理則是指對(duì)多個(gè)輸入值連續(xù)執(zhí)行通道處理。

表3列出了每種方法的操作過(guò)程：

表3. 數(shù)據(jù)處理方法

方法1

方法1是不等待輸出數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成即可讀取輸出數(shù)據(jù)的過(guò)程。輪詢和中斷均禁用。一旦輸入值寫(xiě)入IIRCHnINP寄存器，內(nèi)核執(zhí)行就會(huì)停止，直到在IIRFA處理結(jié)束時(shí)數(shù)據(jù)被寫(xiě)入IIRCHnOUT寄存器。此方法在全部三種方法中速度最快，但它可能會(huì)在處理期間發(fā)生更高的全局中斷延遲。如果您的樣本處理是優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)，則中斷延遲可以忽略不計(jì)。

圖4是采用方法1的通道處理操作過(guò)程流程圖示例。

圖4. 方法1操作過(guò)程流程圖

重要說(shuō)明：

? 不需要進(jìn)行標(biāo)志確定處理，因此存儲(chǔ)器和時(shí)間開(kāi)銷在所有方法中最小。

? 當(dāng)執(zhí)行對(duì)IIRCHnOUT寄存器的讀訪問(wèn)時(shí)，CPU將暫停，直到輸出數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成，這將使系統(tǒng)和PSBIU總線掛起。

? 注：在等待IIRCHnOUT時(shí)，內(nèi)核不會(huì)處理任何中斷。對(duì)于單樣本處理，32級(jí)濾波器的最長(zhǎng)等待時(shí)間可以達(dá)到約64個(gè)ICLK周期，對(duì)于多樣本處理，可以達(dá)到224個(gè)ICLK周期（隨著使用的級(jí)數(shù)而線性遞減）。

方法2

方法2是設(shè)置數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成標(biāo)志后讀取輸出數(shù)據(jù)的過(guò)程。啟用輪詢并禁止IIR模塊上的中斷。一旦輸入值寫(xiě)入IIRCHnINP寄存器，IIRFA驅(qū)動(dòng)程序?qū)⑤喸兺瓿蓸?biāo)志，這表明IIRCHnOUT寄存器中的數(shù)據(jù)可用。

下面給出了使用方法2進(jìn)行通道處理的操作過(guò)程流程圖示例：

圖5. 方法2操作過(guò)程流程圖

重要說(shuō)明：

? 需要進(jìn)行標(biāo)志確定處理，因此開(kāi)銷很大。

? 執(zhí)行對(duì)IIRCHnOUT寄存器的讀訪問(wèn)時(shí)，不會(huì)強(qiáng)制等待總線訪問(wèn)。其他系統(tǒng)中斷可以在等待標(biāo)志置1的同時(shí)進(jìn)行處理。

方法3

方法3是在發(fā)生數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成中斷后讀取輸出數(shù)據(jù)的過(guò)程。禁用輪詢并使能中斷。一旦輸入值寫(xiě)入IIRCHnINP寄存器，內(nèi)核就可以處理其他指令，直到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成中斷發(fā)出IIRCHnOUT寄存器中的數(shù)據(jù)可用的信號(hào)。

圖6采用方法3的通道處理的操作過(guò)程流程圖示例。

圖6. 方法3操作過(guò)程流程圖

重要說(shuō)明：

? 由于在接受中斷時(shí)處理，因此開(kāi)銷很大。

? 執(zhí)行對(duì)IIRCHnOUT寄存器的讀訪問(wèn)時(shí)，不會(huì)強(qiáng)制等待總線訪問(wèn)。

? 通道處理開(kāi)始后，內(nèi)核可以執(zhí)行其他操作，直到發(fā)生輸出數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成中斷或通道處理完成中斷。

2.3 注意事項(xiàng)

2.3.1 最大程序提高性能

IIRFA的最佳配置取決于應(yīng)用程序，因此根據(jù)您的系統(tǒng)需求考慮可用設(shè)置和操作方法的影響非常重要。

每個(gè)濾波器級(jí)需要花費(fèi)2個(gè)ICLK周期來(lái)處理一個(gè)樣本，另外需要5個(gè)周期來(lái)將狀態(tài)值寫(xiě)回寄存器。因此，單樣本操作每個(gè)級(jí)只需要2個(gè)周期，而多樣本操作則需要7個(gè)周期。加載和存儲(chǔ)每個(gè)樣本需要額外的開(kāi)銷周期。

以下建議可能會(huì)提高性能：

? 使用函數(shù)R_IIRFA_Filter時(shí)，選擇較大的數(shù)據(jù)塊大小。對(duì)于實(shí)時(shí)濾波，建議使用R_IIRFA_SingleFilter內(nèi)聯(lián)函數(shù)執(zhí)行單樣本處理。

注：函數(shù)R_IIRFA_SingleFilter沒(méi)有參數(shù)檢查，只處理一個(gè)樣本，并返回濾波后的樣本。此函數(shù)支持輪詢（如果已配置）。

? 如果您的濾波器僅使用1個(gè)雙二階級(jí)，請(qǐng)啟用軟件展開(kāi)循環(huán)深度設(shè)置并提供大小為展開(kāi)深度倍數(shù)的數(shù)據(jù)。

? 使用少量級(jí)時(shí)禁用輪詢可顯著提高性能；但是，它可能會(huì)在處理過(guò)程中產(chǎn)生更高的全局中斷延遲。

? 在優(yōu)化IIRFA處理時(shí)間時(shí)，應(yīng)避免使用方法3，因?yàn)樘幚碇袛嗨璧臅r(shí)間遠(yuǎn)大于濾波數(shù)據(jù)所需的時(shí)間。對(duì)于大型數(shù)據(jù)集，使用中斷幾乎可以使總處理時(shí)間加倍。

2.3.2 限制

下面匯總列出了設(shè)計(jì)應(yīng)用程序時(shí)要考慮的主要限制：

? 所有配置的通道共有32個(gè)級(jí)可用。

? 使用DTC或DMA時(shí)無(wú)法保證IIRFA正確操作，因此不受支持。

? 禁用輪詢時(shí)，內(nèi)核執(zhí)行在等待數(shù)據(jù)可用時(shí)會(huì)停止。當(dāng)內(nèi)核執(zhí)行暫停時(shí)，無(wú)法處理任何中斷。

審核編輯：劉清