EMBEDDED
51 • FEBBRAIO • 2014
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HARDWARE
DSP
Embedded Microprocessor Bench–
mark Consortium (EEMBC) ha pre-
sentato la scorsa estate una nuova
piattaforma pensata per il confronto
e la valutazione delle prestazioni di
calcolo realmente disponibili nelle unità algebriche
in virgola mobile a bordo dei moderni processori di
segnali numerici DSP, dei processori grafici GPU
e dei microcontrollori MCU a elevate prestazio-
ni. La Benchmark Suite FPMark può tracciare le
prestazioni delle unità di calcolo in virgola mobile
che animano le schede embedded e specificarne le
caratteristiche in singola (a 32 bit) e doppia preci-
sione (64 bit), il che permette di ottimizzare lo svi-
luppo delle applicazioni calibrando l’utilizzo delle risorse
sulle effettive necessità delle schede.
Con o senza virgola?
I DSP in virgola fissa utilizzano unità aritmetico-logiche
che eseguono i calcoli sui numeri interi o frazionali con
un numero prefissato di cifre dopo la virgola e perciò
limitano la precisione delle operazioni al numero dei
decimali disponibili. Il vantaggio è che se questi ultimi
sono relativamente pochi allora basta poca potenza a
livello hardware per ottenere una buona velocità algebri-
ca limitando i costi.
D’altro canto, i DSP che usano le unità di calcolo in vir-
gola mobile esprimono i numeri in termini di mantissa
ed esponente senza perderne alcuna frazione e perciò
consentono un’assoluta fedeltà aritmetica alle operazioni,
ma necessitano di adeguata potenza hardware e quindi di
processori più sofisticati.
Tuttavia, la maggior velocità dei calcoli in virgola fissa è
inevitabilmente legata alla loro minor precisione perché
se si vuol fare il confronto a parità di precisione allora
bisogna aumentare il numero dei decimali dopo la virgola
e si scopre che i calcoli in virgola mobile sono eseguiti
più rapidamente ossia con meno cicli di clock. Inoltre, la
recente proliferazione dei processori multicore ha invo-
gliato i costruttori a personalizzare le caratteristiche dei
singoli core orientandoli a funzionalità specifiche e ciò
significa che oggi si possono trovare implementati sullo
stesso silicio uno o più core con ALU in virgola mobile
insieme a uno o più core con ALU in virgola fissa.
Se ne deduce che la valutazione delle prestazioni arit-
metiche deve dipendere anche dall’impostazione dell’ar-
chitettura hardware e, di conseguenza, la verifica delle
L’
Prestazioni DSP
in virgola mobile
sui sistemi embedded
L’analisi di qualità sul funzionamento dei core di calcolo nei DSP è essenziale per caratterizzare le risorse
dei sistemi embedded e la suite FPMark ne evidenzia le prestazioni in virgola fissa e in virgola mobile
Massimo Fiorini
Fig. 1 – La maggior velocità dei calcoli in virgola fissa
è legata alla minor precisione perché se si confrontano
a parità di precisione i calcoli in virgola mobile sono più
rapidi
