Операции с плавающей точкой без FPU, На сколько падает производительность? Опции

[sigmaN]

Интересно, а можно ли на целочисленном DSP с запасом производительности(скажем в 3-5 раз) зарулить вокодер на плавающей точке?

И вообще, каков overhead, так сказать, FP операций на проце без FPU?
Страдает ли точность вычисления?
Что нужно для подобных "извращений"?
Может быть есть какая-то библиотека виртуального FPU, так сказать?
DSP Техас 55 серии.

[Stanislav]

Интересно, а можно ли на целочисленном DSP с запасом производительности(скажем в 3-5 раз) зарулить вокодер на плавающей точке?

Нельзя.

И вообще, каков overhead, так сказать, FP операций на проце без FPU?

Примерно два порядка.

Страдает ли точность вычисления?

Относительно чего?

Что нужно для подобных "извращений"?

Быть "извращенцем".

Может быть есть какая-то библиотека виртуального FPU, так сказать?
DSP Техас 55 серии.

Библы есть какие-то, конечно, в т.ч., и стандартные. Только зачем они Вам? Компилятор плывучку поддерживает и для целочисленных DSP, а для нормальной плавающей точки нужно брать и процессор соответствующий.

[sigmaN]

Нельзя.
Примерно два порядка.
Относительно чего?
Быть "извращенцем".
Библы есть какие-то, конечно, в т.ч., и стандартные. Только зачем они Вам? Компилятор плывучку поддерживает и для целочисленных DSP, а для нормальной плавающей точки нужно брать и процессор соответствующий.

Ясно всё.
В общем нужно детальнее разбираться в алгоритмах работы нужных мне фич и не обращать внимание на плывучку, как вы говорите.
Точность Относительно чего? Ну я имел ввиду относительно DSP с FPU. Но, понятно, вопрос дурацкий на самом деле

А можно какие-нибудь подсказки по методике перевода алгоритма на целочисленные вычисления?
Я, честно говоря, пока четко себе не представляю сам процесс....

[Stanislav]

В общем нужно детальнее разбираться в алгоритмах работы нужных мне фич и не обращать внимание на плывучку, как вы говорите.

Строго говоря, вычисления лучше делать не в целых числах, а в числах с фиксированной точкой (fixed point arithmetics). Попробуйте погуглить - найдёте немало интересного. Кроме того, на сайтах AD и TI есть много статей, аппнотов и мануалов, посвящённых данному вопросу.
Однакож, и "плавающие" DSP никто не запретил юзать. Попробуйте-ка найти приличный fixed-point DSP за такую цену.

...А можно какие-нибудь подсказки по методике перевода алгоритма на целочисленные вычисления?
Я, честно говоря, пока четко себе не представляю сам процесс...

Выше уже написал. Программирование в числах с фиксированной точкой требует большой аккуратности - постоянно приходится считаться с возможностью как переполнения, так и значительной потери точности на операциях разного рода. Это программист должен постоянно помнить, и нормировать и масштабировать не покладая рук. В целом, конечно, с приобретением должного опыта эти вещи будут получаться автоматически.

Есть и хитрости более "высокого порядка". Например, во многих вокодерах для параметрического оценивания используется рекурсивный алгоритм Левинсона-Дарбина, который весьма чувствителен к усечению разрядов. Заменив его на немного менее эффективный вычислительно метод LeRoux (Schur recursion), получим гораздо большую устойчивость решения для DSP с фиксированной точкой.
Кроме того, часть вычислений (не менее 10-20%) придётся писать на АСМе, потому что ЯВУ не поддерживают многие полезности архитектур DSP.

ЗЫ. А вообще, посмотрите стандарты. Алгоритмы работы вокодеров создаются обычно так, чтобы их легко можно было реализовать в целочисленном процессоре.
ЗЗЫ. А почему именно SPEEX? Послушал сэмплы на сайте speex.org - не понравилось мне звучание, особенно при малых битрейтах. Тот же G723.1 звучит заметно лучше, да и и MELP при 2400 бит/с ему точно не уступает...

[fontp]

ЗЗЫ. А почему именно SPEEX? Послушал сэмплы на сайте speex.org - не понравилось мне звучание, особенно при малых битрейтах. Тот же G723.1 звучит заметно лучше, да и и MELP при 2400 бит/с ему точно не уступает...

SPEEX CELP и звучит как CELP. Как G723.1 на 5.3 кб/cек. А MELP звучит конечно великолепно для 2.4кб/сек, но в целом так себе, если с потоком не париться

В варианте VBR SPEEX по идее должен, как говорят авторы, звучать лучше большинства стандартных.
Верю. Есть правда и стандарты VBR - тот же G726.2 AMR-NB

C другой стороны переменный битовый поток порождает свои проблемы - с тем же буфером джитера и всё такое. SPEEX "просто сказка" в том смысле, что там есть много чего нахаляву. Дело не только в том, что он open source, но и в том, что там много всяких дополнительных вкусностей. На вкус и цвет..., пусть расцветают все цветы..., у SPEEX есть тоже свои достоинства

Потом речь идёт не о том, чтобы "сделать", а о том, чтобы портировать готовое. Т.е. на С и если говорить о sPEEX vbr - то во float.

Во float по нормальному, вообще-то лучше использовать float процессор. И действительно, стандартный IEEE float тянет примерно два порядка быстродействия на процессоре FIXED
Или пользоваться суррогатными типами если нужно сделать за так и быстро :-) Тянет примерно один порядок
Пацан спросил-пацан ответел :-)

[Stanislav]

SPEEX CELP и звучит как CELP. Как G723.1 на 6.3 кб/cек.

Не знаю, может, сэмплы неудачные, но по мне, так SPEEX 6 кб/с звучит значительно хуже G 723.1 5.3 кб/с.

Кроме того, G723.1 - это не CELP, которым, как известно, является FS-1016, и SPEEX очень похож на него. У G723.1 формирование адаптивной кодовой книги производится иным способом.

...А MELP звучит конечно великолепно для 2.4кб/сек, но в целом так себе, если с потоком не париться

Мне показалось, что никак уж не хуже SPEEX на нижнем битрейте.

В варианте VBR SPEEX по идее должен, как говорят авторы, звучать лучше большинства стандартных.

Интересно, а за счёт чего он будет звучать лучше, скажем, того же FS-1016?
Ну, а на VBR можно переделать любой вокодер. С уменьшением устойчивости к ошибкам передачи, естественно.

...C другой стороны переменный битовый поток порождает свои проблемы - с тем же буфером джитера и всё такое. SPEEX "просто сказка" в том смысле, что там есть много чего нахаляву. Дело не только в том, что он open source, но и в том, что там много всяких дополнительных вкусностей. На вкус и цвет..., пусть расцветают все цветы..., у SPEEX есть тоже свои достоинства

С этим спорить не буду. Нахаляву оно, конечно, слаще...
Не подумайте, что я отношусь неодобрительно к SPEEX проекту - наоборот, считаю его очень полезным. Только вот "до кондиции" ему ещё далековато...

Потом речь идёт не о том, чтобы "сделать", а о том, чтобы портировать готовое. Т.е. на С и если говорить о sPEEX vbr - то во float.

Ага, и при этом головой абсолютно не думать. Лафа, паньмаешш, мечта "имбедецила".

...Или пользоваться суррогатными типами если нужно сделать за так и быстро :-) Тянет примерно один порядок.

А один порядок - это сколько?
По-моему, даже любой суррогатный тип уменьшит быстродействие DSP на типовых операциях значительно более 8-10 раз.

[fontp]

Не знаю, может, сэмплы неудачные, но по мне, так SPEEX 6 кб/с звучит значительно хуже G 723.1 5.3 кб/с.

Кроме того, G723.1 - это не CELP, которым, как известно, является FS-1016, и SPEEX очень похож на него.


Мне показалось, что никак уж не хуже SPEEX на нижнем битрейте.

Интересно, а за счёт чего он будет звучать лучше, скажем, того же FS-1016?

С 6.3 я погорячился, исправил на 5.3 ещё до Вашего поста.
G723.1 (5.3) - это ACELP, c FS-1016 одного поля ягода. "A" в ACELP влияет на скорость поиска,
но не на размер таблицы, а значит качество звучания
Слушать SPEEX нужно в соответствующем диапазоне > 4.8. На нижнем диапазоне 2.4 его лучше вообще не слушать.

Вообще-то главным образом качество CELP зависит от того как сделан поиск по стохастической кодовой книге - с разорваной обратной связью или без разорваной (разница между G729 и G729A)
Т.е. полный перебор или декомпозиция "переборов"
При одинаковых битрейтах качество зависит ещё от тщательности и развесистости векторного квантования.Не знаю уж, где оно лучше исполнено.
А так всё примерно одинаково (FS1016, SPEEX, G723/1 - 5.3) - линейные предсказания, спектральные пары, кодовые книги и т.д. Примерно одна фигня

А один порядок - это сколько?
По-моему, даже любой суррогатный тип уменьшит быстродействие DSP на типовых операциях значительно более 8-10 раз.

Да ладно. Посмотрите как написано в FastFloat16 в соответствующем EE185 для BF
Мантиссы умножил, порядки сложил - вот и умножение
Нормализовал операнды к большему порядку, сложил мантиссы - вот и сложение
Или деление. Фигня. Нормализация и целочисленное деление.
Нормализация у BF - это две операции, норм и шифт. На ADSP2105, понятно, ничего не получится, нет там аппаратной нормализации :-)
Всё инлайн. Без проверок переполнения и потери точности. В 10 раз даже много.
Нет, ну за три такта тоже не получится, конечно
Относительная точность - лучше 10**-4. Но это относительная точность, не абсолютная, как у fixed16.
Практически всегда достаточно такой, чего нельзя сказать про fixed16