高通Hexagon通用计算DSP介绍 |
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高通Hexagon通用计算DSP介绍
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Qualcomm Hexagon Compute DSP (cDSP)是高通平台上专门用来做通用计算的硬件加速单元，与主机 CPU 相比，DSP 通常以较低的时钟速度运行，并提供更多的并行指令级。 这使得 DSP 在功耗方面成为 CPU 的更好替代品。 因此，将尽可能多的大型计算密集型任务移植到 DSP 上，可以降低设备的整体功耗。 cDSP主要用途有： 摄像头、视频的图像增强相关处理计算机视觉、增强、虚拟现实处理深度学习硬件加速cDSP在SOC架构中位于下图红色框内。 cDSP硬件架构
Hexagon 标量核心包含4个或更多的DSP 硬件线程，每个 DSP 硬件线程都可以访问 Hexagon 标量单元，这些单元对单个或成对 32 位寄存器执行定点和浮点运算。每个硬件线程包含4个通用寄存器（R0-R31）、4个预测判断寄存器（P0-P3）及4个执行单元(S0-S3)。
HVX Qualcomm Hexagon Vector eXtensions-HVX（“Hexagon矢量扩展”，Hexagon-六边形、Vector-矢量、Extensions-扩展)是Hexagon 680 DSP的典型特性，能够在执行图像处理应用中的计算负载当中发挥重要作用，比如虚拟现实、增强现实、图像处理、视频处理、计算视觉等。此前这些任务均是由CPU或GPU来执行，如今交给Hexagon 680 DSP，能够达到更加高效、功耗更低的效果。 HVX之所以这么重要是因为它能比CPU处理像素的速度更快，CPU只能在同一时间处理1个或2个像素。但有了HVX，能够在同一时间处理超过100个像素，这种并行算法结合先进的HVX指令体系，创造了一种在处理相机图片时，比CPU更加快速高效的效率及更低的功耗。根据高通数据，Hexagon 680 DSP相比于以前只有NEON优化的情况下，性能可提升1到3倍，而功耗可降低到原来的1/18到1/4。而支持HVX的Hexagon 680 DSP能够比直接通过CPU处理，达到更快的处理速度——其能够完成原本需要CPU来完成的工作，并且无需唤醒，全时间待命，更高效、效果更好。 通过集成HVX，Hexagon 680 DSP中添加了对于视频即时处理的支持，搭载骁龙820和骁龙821处理器的手机拍摄视频时，也能运用自适应增量功能，视频中过暗的部分可以自动进行增亮。当DSP察觉到画面较暗的区域，会自动将这些区域调亮，搭载Hexagon 680 DSP的骁龙820和骁龙821在处理这些内容时，处理速度相比上一代技术快3倍，而功耗却仅有此前的10%。 内存 cDSP软件架构
以Example/calculator_c++为例 编译Hexgon DSP SDK V4.5支持用CMake编译。 build_cmake hexagon BUILD=Debug DSP_ARCH=v66 build_cmake android BUILD=Debug 运行直接在模拟器运行 $DEFAULT_HEXAGON_TOOLS_ROOT/Tools/bin/hexagon-sim -mv66 --simulated_returnval --usefs hexagon_Debug_toolv85_v66 --pmu_statsfile hexagon_Debug_toolv85_v66/pmu_stats.txt --cosim_file hexagon_Debug_toolv85_v66/q6ss.cfg --l2tcm_base 0xd800 --rtos hexagon_Debug_toolv85_v66/osam.cfg ~/Qualcomm/Hexagon_SDK/4.5.0.3/rtos/qurt/computev66/sdksim_bin/runelf.pbn -- ~/Qualcomm/Hexagon_SDK/4.5.0.3/libs/run_main_on_hexagon/ship/hexagon_toolv85_v66/run_main_on_hexagon_sim -- ./hexagon_Debug_toolv85_v66/ship/libcalculator_plus_q.so在设备上运行 #建立运行环境 adb root adb remount #push android libs adb shell mkdir -p /vendor/bin/ adb push android_Debug_aarch64/ship/calculator_plus /vendor/bin/ adb shell chmod 777 /vendor/bin/calculator_plus adb push android_Debug_aarch64/ship/libcalculator_plus.so /vendor/lib64/把DSP库push到设备 adb shell mkdir -p /vendor/lib/rfsa/dsp/sdk adb push hexagon_Debug_toolv85_v66/ship/libcalculator_plus_skel.so /vendor/lib/rfsa/dsp/sdk/ adb push hexagon_Debug_toolv85_v66/libc++.so.1 /vendor/lib/rfsa/dsp/sdk/ adb push hexagon_Debug_toolv85_v66/libc++abi.so.1 /vendor/lib/rfsa/dsp/sdk/运行 export LD_LIBRARY_PATH=/vendor/lib64/ export DSP_LIBRARY_PATH=/vendor/lib/rfsa/dsp/sdk calculator_plus -m sum -i 100 调试调试Log输出 在代码中加入FARF log打印 #include FARF(LOW, "something happened: %s", (const char*)string);设置Log输出级别，通过logcat查看 adb shell echo "0x1f > /vendor/lib/rfsa/dsp/sdk/calculator_plus.farf" adb logcat -s adsprpc cDSP性能调优 Profiling在DSP上可用的profile方法如下：
HAP perf 需要在代码上加入性能统计API，统计代码运行的性能开销。 Hexagon Trace Analyzer可以在模拟器上运行并生成性能分析报告，目前在XR2上还不支持在设备上运行，可能在高版本上支持。 sysMon支持在设备上运行，通过sysMon可以监控DSP运行的性能数据，如频率、指令数、核心状态等。 编译优化DSP编译Debug版本没有做性能优化，Release做了比较多的优化，性能要比Debug版本好10倍以上，所以在测试性能时，必须要在Release版本上进行。 另外要注意向量化选项是否开启，编译选项增加-fvectorize可以让编译器自动优化向量运算。不过编译器并不能很好的自动优化，所以尽量在代码中使用内联函数并行化优化。 代码优化QHL QHL HVX dspCV fastCV 待补充。。。 |
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