高效率嵌入式程序开发

1、高效率嵌入式程序开发在多媒体、通信等计算复杂度高的应用中，为了满足创造费用、功耗、性能以及实时性等诸多限制条件的要求，系统程序往往需要特别设计。这使得设计师在设计面对特定应用的嵌入式软件时，需要有一套切实可行的编程准则。而在实际程序设计中，工程师尤其需要考虑对变量的用法和循环程序的处理。变量用法在举行实际程序开发时，变量的用法至关重要,其中用法全局变量比向函数传递参数越发有效，这样免去了函数调用时参数入栈和出栈的需要。固然，用法全局变量会对程序有一些副作用。变量定义的次序会导致终于映像中数据布局的不同，1所示。图1 变量映像次序混乱情况由此可见，在声明变量时，需要考虑怎样最佳地控制存储器布局。

2、最好的办法是在编程的时候，把全部相同类型的变量放在一起定义。通常，工程师设法用法short或char来定义变量以节约存储器空间。在函数的局部变量数目有限的状况下，编译器会把局部变量分配给内部寄存器，每个变量占用一个寄存器。在这种状况下，用法short和char型变量不但不会节约空间，反而会带来其它的副作用。2所示：假定a是随意可能的寄存器，存储函数的局部变量。同样完成加1的操作，32位的int型变量最快，只用一条加法命令。而8位和16位变量，完成加法操作后，还需要在32位的寄存器中举行符号扩展。其中，带符号的变量，要用规律左移和算术右移两条命令才干完成符号扩展；无符号的变量，要用法一条规律与命

3、令对符号位举行清零。所以，用法32位的int或unsigned int局部变量最有效。某些状况下，函数从外部存储器读入局部变量举行计算，这时候，需要把不是32位的变量转换成32位。至于把8位或16位变量扩展成32位后，躲藏了本来可能溢出异样这个问题，需要进一步认真考虑。图2 不同类型局部变量的加法程序在程序中，常常会用法switch case语句，每一个由机器语言实现的测试和跳转仅仅是为了打算下一步要做什么，就铺张了处理器时光。为了提高速度，可以把详细的状况根据它们发生的相对频率排序。即把最可能发生的状况放在第一，发生概率小的状况放在最后，这样会削减代码平均执行时光。通常，工程师总是竭力避开用

4、法冗余变量，以精简程序。普通状况下这样做是正确的，但是也有例外，如下所示：int f(void);int g(void);file:/f()和g()不拜访全局变量errsint errs; file:/全局变量void test1(void) errs += f();errs += g();void test2(void) int localerrs = errs;/ 定义冗余的局部变量localerrs += f();localerrs += g();errs = localerrs;在第一种状况test1()里，每次拜访全局变量errs时都要先从相应的存储器下载到寄存器里，经f()或g()

5、函数调用后再存储回本来的存储器里面。在该例子中，一共要举行两次这样的下载/存储操作。而在其次种状况test2()里，局部变量localerrs被分配以寄存器，这样一来，囫囵函数就只需要一次下载/存储全局变量存储器了。尽量节约存储器拜访的次数，对于提高系统性能十分实用。循环程序的处理计数循环是程序中常用的流程控制结构。在c中，类似下面的for循环比比皆是：for(loop=1；loop=limit；loop+)这种累加计数的办法符合普通的自然思维习惯，所以比下面的递减计数办法用法更多：for(loop=limit；loop！=0； loop-)这两者在规律上并没有效率差异，但是映射到详细的体系结

6、构中，就产生了很大的不同。累加法比递减法多用了一条命令，当循环次数比较多的时候，这两段代码就会在性能上产生显然的差异。分析其本质缘由，在于当举行一个非零常数比较时，必需用特地的cmp命令来执行；而当一个变量与零举行比较时，命令可以挺直利用条件执行的特性(ne)来举行推断。无数时候循环绽开由编译器自动完成，不过应注重对中间变量或结果被更改的循环，编译程序往往否决绽开，这时候就需要工程师自己来做绽开工作了。尤其值得注重的是，在有内部命令cache的cpu上(如arm946es芯片)，由于循环绽开的代码很大，往往会浮现高速缓冲存储器溢出。这时绽开的代码会频繁地在cpu的高速缓冲存储器和内存之间往返调用，又由于高速缓冲存储器速度很高，所以此时循环绽开反而会变慢。同时，循环绽开会影响矢量运算优化。arm处理器核对nz(零比较转移)有特殊的命令处理，速度十分快，假如你的循环对方向不敏感，可以由大向小循环。需要注重的是，假如指针操作用法了i值，这种办法可能引起指针索引超界的严峻错误(i = max+1)。固然你可以通过对i做加减运算来订正，但是假如这样就没有提高