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高速DSP,嘿嘿

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spark周|  楼主 | 2013-1-3 19:02 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
由于系统要实时对语音进行处理和取样,因此语音识别系统需要具有巨大的计算能力。下面的数字和计算假设采用的是围绕终端的设计方法。如果将DSP计算资源的20%分配给一个10MMAC的语音识别系统使用,那么就需要一个具有50MMAC的DSP才能满足这一功能需要,并可提供足够的空间执行3G手机所需的其它DSP任务,如处理软猫。如果采用较慢的DSP,如25MMAC的DSP,那么词汇表中的命令数量就要减半,或减少HMM参数,这样会降低整个系统性能。

DSP的速度决定了语音识别系统的复杂性和性能。举例来说,如果一个基本的跟讲者无关的连续语音识别系统需要100MMAC,DSP计算资源的50%用于满足3G手机的其它DSP任务的需求,那么DSP的处理速度就需要达到200MMAC。

成本、性能和效率的折衷

DSP的速度越快,就越便于利用现代的HMM技术,如信道匹配和声域匹配技术,因此,理论上讲,DSP速度越快,ASR系统的性能就越好。然而,并行处理方法在提高ASR系统吞吐量中也扮演着重要角色。例如,一个具有4 ALU(算术逻辑单元)的200MHz DSP比只有1 ALU但运行于400MHz的DSP具有更高的吞吐量。根据具体应用的不同,2到3个单ALU DSP提供的性能与一个具有4 ALU的DSP相仿。相对一个具有4 ALU的DSP处理器方案来说,多个单ALU的DSP会提高手机的成本,因此对于适销对路产品要充分权衡成本与性能之间的折衷。

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沙发
spark周|  楼主 | 2013-1-3 19:02 | 只看该作者



总之,当比较一个600MHz的单ALU DSP和一个300MHz但有4 ALU的DSP时,设计工程师始终应把握的最终目标是高效的运算吞吐量,具有多个ALU的DSP也许是最好的解决方案。

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板凳
zhenykun| | 2013-1-3 19:05 | 只看该作者
顶级性能的DSP采用并行结构来获得最佳的性能空间。有个著名的平衡型并行结构StarCore SC140就采用了指令级并行结构,它具有4个并行ALU以及一个称为变长执行集(VLES)的改进型甚长指令字模型。VLES的优点在于它支持在内存中完成高效的指令调度、执行和打包。它能通过一个指令队列对前端提供反馈,并通过调度器控制后端,因此除非需要执行计算,VLES处理一般不消耗功率。

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地板
wyjie| | 2013-1-3 19:06 | 只看该作者

在并行VLES结构中,一些特殊指令需要成组以避免空操作(Nop),由于减少了时钟周期,处理时间也相应减少了。比较而言,在甚长指令字计算中,所有执行步骤都必须按顺序排列,因此在一个8字节的执行集甚至是1字节数据时,系统就需要7个占位符(placeholder)或Nop。

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5
yszong| | 2013-1-3 19:07 | 只看该作者

由于VLES结构不需要Nop,VLES设计中的复杂性从硬件或编程器转移到了编译器。由于每个周期都充满了数据,因此每个周期就具有更高的效率,从而也提高了电源与内存的使用效率。

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6
dengdc| | 2013-1-3 19:07 | 只看该作者
由于ASR系统需要连续处理语音数据,会使DSP成为消耗电能的主要部件,因此高效利用电源对设备成功走向市场至关重要。

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7
wyjie| | 2013-1-3 19:09 | 只看该作者


在高性能DSP中,选择16位指令集而非32位指令集能提高代码密度,进一步减少对内存、功耗和体积的需求,一部分原因是由于更短的16位指令集可以减少寄存器和数据线数量。例如在ASR应用中,存储的词汇量可能达到2.5MB(对于1024簇的三音素状态,5个合成和39个参数来说,声学HMM状态模型是400KB;一本有1万个三态三音素代码本是60KB;三音素状态转移概率矩阵是500KB;一个具有40个杂乱态2万字的双字母组是1.6MB)。

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8
jlyuan| | 2013-1-3 19:09 | 只看该作者
如果DSP具有高的代码密度,能为ASR系统提供固定数量的存储器,那么就可以获得更好更大的声学和语言模型。

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9
spark周|  楼主 | 2013-1-3 19:12 | 只看该作者
嗯,我知道了,多谢

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spark周|  楼主 | 2013-1-3 19:13 | 只看该作者
先结贴了,大家都是行家啊

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