常用的降低软件功耗的方法

只看该作者 · 2012-1-10 17:42

1、用查表的方法代替实时的计算，尽量减少CPU的运算量。特别是在没有硬件浮点处理单元的MCU进行浮点处理时，直接用MCU进行浮点处理将会消耗大量的时间。将一些运算的结果预先算好，放在Flash中，用查表的方法替代实时的计算，减少CPU的运算工作量，可以有效地降低CPU的功耗。很多微处理器都有快速有效的查表指令和寻址方式，用于优化查表算法，这种处理方法在离散余弦变换和AD数据采集中能够了带来可观的效率提升。

只看该作者 · 2012-1-10 17:44

2、对于不可避免的实时计算，应注意计算的精度，算到精度够了就应立即结束，避免“过度”的计算。在精度允许的情况下，使用简单函数代替复杂函作近似运算，也是减少功耗的有效方法

只看该作者 · 2012-1-10 17:49

3、尽量使用短的数据类型，如尽量使用字符型的8位数据代替16位的整型数据。
4、尽量使用分数运算而避免浮点运算
5、用移位运算代替乘除运算。采用MCU计算乘除也是非常耗时的，如果采用左移和右移的办法来实现乘除法运算，将会减少运算时间，注意，除法的移位计算只能针对除数比较特殊的情况。

只看该作者 · 2012-1-10 17:55

6、采用快速算法。在搜索算法中，使用二分搜索法和分段查找算法的效率是不同的，从理论上可以估算，在1024个测量值的查找中，二分搜索最坏情况下10将可以查找到结果，顺序搜索最坏可能需要1024次。这在测量数值更多的情况下更为突出，一个高效率的查找算法有助于减少程序的运行功耗。
7、数字信号处理中的运算，采用FFT和快速卷积等，可以节省大量运算时间
8、一个程序使用中断方式还是查询方式，对于很多应用来说并不是那么重要，但在软件低功耗设计特性上却相差甚远。能用中断就用中断，不要用采询方式
9、采用定时器，在程序中可以采用软件延时，但是，如果系统的定时器资源充裕，在需要定时的场合，最好采用硬件定时器，当定时器到定时后，向MCU发出中断请求信号。

只看该作者 · 2012-1-10 18:00

10、用宏代替子程序。在程序执行过程中，读RAM需要比读Flash更大的功耗，宏是在编译器预处里阶段进行替代，而在子程序的调用中MCU需要进行现场保护。在一次子程序调用中，因为CPU进入子程序时会首先将当前的CPU寄存器压栈，返回时出栈，这样最少有两次的RAM操作。对于程序设计来说，调用一个子程序还是一个宏，在程序写法上并没有什么不同，但宏会在编译时展开，CPU只是顺序执行指令，避免了调用子程序，唯一的问题是增加了代码的长度（代码量）。但现在的单片机的Flash一般都够用。