Automatische Erstellung von zeiteffizienter Software für digitale Signalverarbeitung

Der optimale Einsatz von hochgeschwindigkeitsfähigen programmierbaren digitalen Signalprozessoren setzt in der Regel ein Verständnis der architektonischen Merkmale der Maschinen voraus und damit die Produktion von Programmen, deren Struktur diese Merkmale widerspiegelt und nutzt. Im Gegensatz dazu ist offensichtlich, dass nur wenig Aufwand betrieben wurde, um Programmiertechniken zu entwickeln, die die rechenintensive Signalverarbeitungskapazität von Standard-Minikomputern vollständig ausschöpfen. In diesem Papier wird gezeigt, dass ein funktionsfähiges Hochsprachenprogramm zur Signalverarbeitung leicht modifiziert werden kann, um ein ähnliches Programm zu erzeugen, das, wenn es ausgeführt wird, automatisch ein anderes Programm generiert, das vorab berechnete Algorithmus-Sequenzierungs- und Datenzugriffsinformationen enthält. Das generierte Programm nutzt dann die mathematische und logische Fähigkeit des zentralen Prozessors nur für datenspezifische Berechnungen. Auf diese Weise werden Anweisungen, die normalerweise mit Berechnungen zur Programmsequenzierung/Kontrolle oder zum Datenzugriff verbunden sind, eliminiert und alle Vorteile einer erhöhten Algorithmuskomplexität zur Reduzierung der datenspezifischen arithmetischen Berechnung werden tatsächlich als verkürzte Programmausführungszeit realisiert. Es werden Beispiele von Fortran-Programmen gegeben, die Fortran-FFT-Subroutinen generieren, und zur Vollständigkeit werden Implementierungen in Assemblersprache des Pfeifer/Blankinship-Autokorrelationsalgorithmus gezeigt. Die Ergebnisse zeigen, dass Standard-Minikomputer mithilfe dieser Technik digitale Signalverarbeitungsalgorithmen schneller ausführen können als Peripherieprozessoren, die normalerweise Standard-Minikomputer als Hostprozessoren benötigen.