■ 刘 超 刘召庆 雒 俊 赵 博 张丹惠

军方园地

硬件加速对处理器性能提高的探索

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FIR(有限冲激响应)、IIR(无限冲激响应)和FFT(快速傅里叶变换)三种信号处理技术被广泛应用于硬件加速器的实现上。硬件加速器能减轻CPU的负担，潜在的提升处理器的计算吞吐率，一般认为其效能至少不低于CPU效能的2倍。本文以某型DSP处理器处理模拟量输入系统为例，说明硬件加速器在这方面的应用。

1.前言

简单地说，硬件加速器技术的出现源于CPU处理能力的不足，或是已达到其处理能力的上限，需要通过某种预先处理技术进行先期任务的分担，或优化任务结构，使之整体任务的处理能力得到提高，而CPU还是原来的CPU。目前广泛应用的技术有：

● FIR滤波器：有限冲激响应序列变换处理；

● IIR滤波器：无限冲激响应序列变换处理；

● FFT操作：快速傅里叶变换，倒位序交换蝶式计算；

这些方法的应用背景均基于数字信号处理技术。

1.1 硬件加速器的应用背景

FIR滤波器、IIR滤波器和FFT操作在数字信号处理中的应用十分普遍，且具有规则的结构，因此可以用硬件直接实现，特别是用硬件加速器。硬件加速器是专用的定点功能外设，适用于单个任务的重复计算。它减轻了主处理器的负担，而主处理器主要做一些在结构上几乎没有什么规律的通用任务。

由于系统既拥有通用处理器的普遍适用性，同时又具有专用硬件计算的高效性，因此为提高处理器总的计算能力，硬件加速器的使用成为了一种性价比较高的方法。……