時間:2019-06-11 00:00:00 來源:信盈達 作者:信盈達
早前曾討論過在許多情況下需要優化的嵌入式系統的關鍵特征,包括系統時序、代碼大小、RAM使用率和能耗。雖然優化每個特征通常要求不同的方法和技術,但開發人員在優化嵌入式軟件時可以遵循幾個通用技巧。
創建基準用于比較優化結果的必要性顯而易見,令人驚訝的是開發團隊常常在沒有任何基準的情況下匆忙開展優化。基準測量很重要,因為每次優化得到的改進會越來越小。舉例來說,第一遍能耗優化可能有20%的改進,第二次有10%,第三次5%,以此類推。開發人員應了解這種趨勢,并將他們在系統中獲得的改進量化為輸入次數的函數。
技巧2—設定優化目標
每一次優化都比前一次需要更多的時間才能從系統中獲得極少量的改進。開發團隊需要仔細平衡他們的時間投入,并根據改進結果判斷是否值得花這么多時間。一味悶頭做事很容易沉迷,可能花了數周時間才認識到自己在優化一個不再需要優化的系統。因此在優化開始之前,開發團隊應設定一個目標值,達到這個目標,就表示優化結果對當前應用來說足夠好,優化過程已經完成。
技巧3—使用正確的測量工具
如果沒有合適的測量工具,優化一個系統是很困難的。舉例來說,如果不使用一種精確的方法來測量系統和微控制器的能耗,便很難完成能耗的優化。開發人員經常無法區分這兩種不同的能量測量,他們試圖減少實際上無法再減少的微控制器能耗。
技巧4—使用優化工具
為了減小代碼大小或提高性能,嵌入式軟件的許多方面都可以優化。一些情況下可以使用獨立的或附屬的工具鏈。Somnium DRT優化器就是一種很好的優化工具,可以與GCC一起用來優化代碼大小、能量使用率和性能。不過有時候外部工具可能不是必需的,只要選擇正確的工具鏈就足夠了。
技巧5—使用編譯器屬性和#pragma指令
我一般很不喜歡用#pragma指令或編譯器屬性。屬性和#pragma指令通常是不可移植的,改變編譯器可能會造成軟件缺陷。然而,在調整嵌入式軟件時,開發人員通常沒有選擇。使用屬性和#pragma指令可以提高速度,并能根據實際情況有選擇地優化某個功能。
技巧6—多做實驗
在優化系統方面沒有一成不變的方法,開發人員不應該局限于任何一種特殊的技術。有時候學習和優化系統的最好方法是嘗試各種實驗并分析其結果。
技巧7—深入研究編譯器產生的指令
在資源特別有限的應用中,開發人員有時只需挽起袖子深入理解編譯器產生的指令。在將要執行的三四個廣義指令間選擇三元操作符而不是if/else是有區別的,這很可能會導致應用程序崩潰。
雖然像C這樣的語言是標準的,但每種編譯器在優化和產生機器指令時有少許差異。唯一現實的方法是檢查匯編語言,了解編譯器在做什么。
不同應用程序的優化需求各不相同。小批量產生的應用程序也許根本不需要優化;而對于另外一些應用程序,每個時鐘周期或每毫微安電流都很重要,則可能需要開發人員花大量時間從系統中榨出最后一點性能或能量。雖然每種系統都是不同的,但開發人員若熟記這些技巧,便為實現更高效的系統邁出了可喜的第一步。
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