RA6T2IIR滤波器加速器应用指南[4]配置IIRFA(下)

原创 瑞萨MCU小百科 2023-05-08 10:46


2. 配置IIRFA(下)


2.2 操作方法


2.2.2 处理方法


根据IIRFA的配置,有三种执行通道处理的方法。它们在通道处理开始后从IIRCHnOUT寄存器读取输出数据的操作过程不同。从定义上来讲,单数据处理是指对一个输入值执行通道处理,处理完成后不执行其他通道处理。多数据处理则是指对多个输入值连续执行通道处理。


表3列出了每种方法的操作过程:


表3. 数据处理方法


方法1

方法1是不等待输出数据准备完成即可读取输出数据的过程。轮询和中断均禁用。一旦输入值写入IIRCHnINP寄存器,内核执行就会停止,直到在IIRFA处理结束时数据被写入IIRCHnOUT寄存器。此方法在全部三种方法中速度最快,但它可能会在处理期间发生更高的全局中断延迟。如果您的样本处理是优先级最高的任务,则中断延迟可以忽略不计。


图4是采用方法1的通道处理操作过程流程图示例。


图4. 方法1操作过程流程图


重要说明:

• 不需要进行标志确定处理,因此存储器和时间开销在所有方法中最小。

• 当执行对IIRCHnOUT寄存器的读访问时,CPU将暂停,直到输出数据准备完成,这将使系统和PSBIU总线挂起。

• 注:在等待IIRCHnOUT时,内核不会处理任何中断。对于单样本处理,32级滤波器的最长等待时间可以达到约64个ICLK周期,对于多样本处理,可以达到224个ICLK周期(随着使用的级数而线性递减)。


方法2

方法2是设置数据准备完成标志后读取输出数据的过程。启用轮询并禁止IIR模块上的中断。一旦输入值写入IIRCHnINP寄存器,IIRFA驱动程序将轮询完成标志,这表明IIRCHnOUT寄存器中的数据可用。


下面给出了使用方法2进行通道处理的操作过程流程图示例:


图5. 方法2操作过程流程图


重要说明:

• 需要进行标志确定处理,因此开销很大。

• 执行对IIRCHnOUT寄存器的读访问时,不会强制等待总线访问。其他系统中断可以在等待标志置1的同时进行处理。


方法3

方法3是在发生数据准备完成中断后读取输出数据的过程。禁用轮询并使能中断。一旦输入值写入IIRCHnINP寄存器,内核就可以处理其他指令,直到数据准备完成中断发出IIRCHnOUT寄存器中的数据可用的信号。


图6采用方法3的通道处理的操作过程流程图示例。


图6. 方法3操作过程流程图


重要说明:

• 由于在接受中断时处理,因此开销很大。

• 执行对IIRCHnOUT寄存器的读访问时,不会强制等待总线访问。

• 通道处理开始后,内核可以执行其他操作,直到发生输出数据准备完成中断或通道处理完成中断。


2.3 注意事项


2.3.1 最大程序提高性能

IIRFA的最佳配置取决于应用程序,因此根据您的系统需求考虑可用设置和操作方法的影响非常重要。


每个滤波器级需要花费2个ICLK周期来处理一个样本,另外需要5个周期来将状态值写回寄存器。因此,单样本操作每个级只需要2个周期,而多样本操作则需要7个周期。加载和存储每个样本需要额外的开销周期。


以下建议可能会提高性能:


• 使用函数R_IIRFA_Filter时,选择较大的数据块大小。对于实时滤波,建议使用R_IIRFA_SingleFilter内联函数执行单样本处理。

注:函数R_IIRFA_SingleFilter没有参数检查,只处理一个样本,并返回滤波后的样本。此函数支持轮询(如果已配置)。


• 如果您的滤波器仅使用1个双二阶级,请启用软件展开循环深度设置并提供大小为展开深度倍数的数据。

• 使用少量级时禁用轮询可显著提高性能;但是,它可能会在处理过程中产生更高的全局中断延迟。

• 在优化IIRFA处理时间时,应避免使用方法3,因为处理中断所需的时间远大于滤波数据所需的时间。对于大型数据集,使用中断几乎可以使总处理时间加倍。


2.3.2 限制

下面汇总列出了设计应用程序时要考虑的主要限制:


• 所有配置的通道共有32个级可用。

• 使用DTC或DMA时无法保证IIRFA正确操作,因此不受支持。

• 禁用轮询时,内核执行在等待数据可用时会停止。当内核执行暂停时,无法处理任何中断。


下一章:滤波器设计方法


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