RA6T2 IIR滤波器加速器应用之配置IIRFA

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。

审核编辑：刘清