• Ｃ言語で作成したFIRフィルタのデモ・プログラムです．　
• DSP関連の技術セミナー，トレーニングのプログラミング実習で使用するために作成しました．　Ｃソースレベルの工夫である程度プログラムの高速化をはかることが出来ることを示す良い例です．
• 一切アセンブラを使用せずに記述したプログラムとしては，そこそこの処理速度です．　アセンブラなみに速いというわけではありません．

• fast_fir1.zip
  • A/Dから入力した信号にFIRフィルタ関数を使ってエコー付加，D/Aから出力．
  • 入力：line in (L ch)，出力：line out（L/R ch），サンプリング周波数：8kHz
  • FIRフィルタ・タップ長：2500tap
  • フィルタ処理にはDSPの内部メモリ使用
    
    
• fast_fir2.zip
  • A/Dから入力した信号にFIRフィルタ関数を使ってエコー付加，D/Aから出力．
  • 入力：line in (L ch)，出力：line out（L/R ch），サンプリング周波数：8kHz
  • FIRフィルタ・タップ長：5000tap
  • フィルタ処理には外部メモリ（SDRAM）使用

• Ｃ言語でリング・バッファを用いたFIRフィルタ・プログラムを直接記述すると，ループ内に剰余演算が入るために処理速度が上がりません．　剰余演算を排除するために，フィルタ・タップ長の２倍の長さのバッファを使っています．

■通常の剰余演算を用いたFIRフィルタ関数

// conventional FIR filter function
float fast_fir(float in, float coef[], float buf[], unsigned *index, unsigned length) {
  float out;
  unsigned i;

  buf[*index]=in;
  *index=(*index+1)%length;
  out=0.0;
  for (i=0; i<length; i=i+1) out=out+coef[i]*buf[(*index+i)%length];
  return out;
}

■剰余演算を排除した高速FIRフィルタ関数（buf[ ]の長さはタップ長の倍＝2*length）

// fast FIR filter function
float fast_fir(float in, float coef[], float buf[], unsigned *index, unsigned length) {
  float out;
  unsigned i;

  buf[*index]=in;
  buf[*index+length]=in;
  *index=*index+1;
  if (*index==length) *index=0;
  out=0.0;
  for (i=0; i<length; i=i+1) out=out+coef[i]*buf[*index+i];
  return out;
}

• 原理的には、シングルコアのDSPではアセンブラでプログラムを作成すればFIRフィルタのタップ長＝実行クロック数となります．（１タップあたりの実行クロック数は１clock）　一方，DSK用に作成したＣで記述した高速FIRフィルタ関数では，最良の場合でも１タップあたりの実行クロック数は５clockとなります．
• オプティマイズ・オプションの設定により大幅に処理速度が異なります．　

■通常の剰余演算を用いたプログラムの処理速度（テストプログラム test_fir.zip）
　DSP内部のメモリ使用，1000 tap

optimize       | 1000 tap        |
level          | execution clock | clock/tap
---------------+-----------------+----------
none           |    74200        |  74
-o0 (register) |    41200        |  41

■剰余演算を排除した高速化プログラムの処理速度（テストプログラム test_fast_fir1.zip）
　DSP内部のメモリ使用，1000 tap

optimize       | 1000 tap        |
level          | execution clock | clock/tap
---------------+-----------------+----------
none           |    46400        |  46
-o0 (register) |    22200        |  22
-o1 (local)    |    19200        |  19
-o2 (function) |     5300        |   5

■剰余演算を排除した高速化プログラムの処理速度（テストプログラム test_fast_fir2.zip）
　外部メモリ使用（SDRAM），10000 tap

optimize       | 10000 tap       |
level          | execution clock | clock/tap
---------------+-----------------+----------
none           |   461500        |  46
-o0 (register) |   220200        |  22
-o1 (local)    |   190200        |  19
-o2 (function) |    51400        |   5

• 以上の表の処理クロック数は関数呼び出し等のオーバヘッドを含んだものです．
• DSK付属コンパイラではオプティマイズ・レベルを -o1 以上にすると，剰余演算子 % を含む処理に対して不正なコードを生成する場合があります．
• TMS320C6000シリーズDSPには「メモリ・モデル」（near call/far call）があることにご注意下さい．　サンプル・プログラムは near call を使っています．　外部メモリ（SDRAM）使用プログラムでさらにFIRフィルタ・タップ長を増やして far call を使うと大幅に処理速度が低下します．
• TIが無償で配布しているTMS320C67x DSP Libraryに最適化されたFIRフィルタ関数が含まれているので，実務で開発をする場合はそちらを使用するべきです．　なおTIのライブラリ関数はブロック処理を前提として作られていることにご注意ください．