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使用直接寻址方式来提高速度

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在水一方00|  楼主 | 2024-5-27 15:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
在嵌入式系统,特别是资源受限的环境中,尽量使用直接寻址方式来提高速度是一个有效的优化策略。以下是一些具体方法和示例,帮助你尽可能多地使用直接寻址的变量,从而提高系统性能。

直接寻址的优势
直接寻址允许编译器生成更高效的代码,因为访问变量时不需要额外的地址计算。这样可以减少指令周期,提高执行速度。直接寻址通常用于内存限制较小的存储区域,如8051微控制器的内部数据存储区(通常为128字节)。

优化策略
优先使用 data 区域:

尽量将频繁访问的小变量放在 data 区,以利用直接寻址的优势。
合理规划变量的使用:

优先将局部变量和临时变量放在 data 区,长期存在且较少访问的变量可以考虑放在其他区域。
结构体和数组的优化:

结构体和数组如果频繁访问,可以考虑拆分或重新排列,以尽可能放入 data 区。
优化编译器设置:

使用编译器优化选项和指令,确保编译器尽可能将变量分配到 data 区。

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在水一方00|  楼主 | 2024-5-27 15:39 | 显示全部楼层
实践示例
使用 data 区域
在 Keil C51 编译器中,未指明存储类型的变量在 small 模式下默认存储在 data 区

#include <reg51.h>

void main(void) {
    unsigned char var1;  // 默认存储在 data 区
    unsigned char var2;  // 默认存储在 data 区

    var1 = 0x55;
    var2 = 0xAA;

    while (1) {
        // 主要循环
    }
}

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在水一方00|  楼主 | 2024-5-27 15:39 | 显示全部楼层
显式指定 data 区域
如果变量较多,需要确保一些变量明确放在 data 区,可以使用 data 关键字:

#include <reg51.h>

data unsigned char var1;  // 明确指定存储在 data 区
data unsigned char var2;  // 明确指定存储在 data 区

void main(void) {
    var1 = 0x55;
    var2 = 0xAA;

    while (1) {
        // 主要循环
    }
}

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在水一方00|  楼主 | 2024-5-27 15:39 | 显示全部楼层
结构体优化
结构体可以通过重新排列成员变量,确保高频访问的成员在 data 区:

#include <reg51.h>

data struct {
    unsigned char a;  // 高频访问的成员
    unsigned char b;  // 高频访问的成员
} myStruct;

void main(void) {
    myStruct.a = 0x55;
    myStruct.b = 0xAA;

    while (1) {
        // 主要循环
    }
}

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在水一方00|  楼主 | 2024-5-27 15:40 | 显示全部楼层
小数组的优化
小数组如果频繁访问,也可以放在 data 区:

#include <reg51.h>

data unsigned char arr[10];  // 小数组放在 data 区

void main(void) {
    for (unsigned char i = 0; i < 10; i++) {
        arr[i] = i;
    }

    while (1) {
        // 主要循环
    }
}

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在水一方00|  楼主 | 2024-5-27 15:40 | 显示全部楼层
编译器优化
确保在编译时启用优化选项,使编译器尽可能将变量分配到 data 区。例如,在 Keil C51 编译器中:

使用 --model-small 选项,强制编译器将未指定存储类型的变量放入 data 区。
在编译设置中启用最高优化等级,以确保最佳的代码性能和最小的代码大小。

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在水一方00|  楼主 | 2024-5-27 15:40 | 显示全部楼层
总结
通过合理规划变量存储区域,优先将频繁访问的变量放在 data 区,可以显著提高嵌入式系统的执行效率。结合编译器优化选项和明确的存储类型指定,可以进一步提升系统性能,减少内存访问时间,提高整体系统响应速度。

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updownq| | 2024-6-4 13:49 | 显示全部楼层
直接寻址允许处理器直接读取或写入指定地址的数据。不需要通过间接或复杂的地址计算过程,这可以节省时钟周期并加快执行速度。

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nomomy| | 2024-6-4 14:41 | 显示全部楼层
在设计程序时,尽量将频繁访问的数据放在可以直接寻址的内存区域,如寄存器或内存中的固定位置。

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usysm| | 2024-6-4 17:13 | 显示全部楼层
与间接寻址相比,直接寻址的指令通常更短且更简单。这意味着处理器可以更快地解码和执行这些指令。

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chenjun89| | 2024-6-5 07:34 | 显示全部楼层
各有优劣势,直接寻址需要编程能力比较高。

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youtome| | 2024-6-5 12:56 | 显示全部楼层
直接寻址可以访问内存中的任何位置,这使得它在处理复杂数据结构和大型数组时更加适用。

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adolphcocker| | 2024-6-5 16:32 | 显示全部楼层
直接寻址方式主要适用于对常数的操作,对于变量操作,仍然需要使用其他寻址方式,如寄存器寻址、内存寻址等。

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uiint| | 2024-6-5 22:07 | 显示全部楼层
通过合理的程序设计,尽量减少对内存的访问次数,特别是对于那些需要频繁访问的数据。

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weifeng90| | 2024-6-6 08:01 | 显示全部楼层
和芯片内部存储空间分区也有关系

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jkl21| | 2024-6-7 10:57 | 显示全部楼层
在循环中,尽量减少不必要的跳转和寻址操作,优化循环的执行流程,以提高执行效率

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louliana| | 2024-6-7 14:55 | 显示全部楼层
尽可能使用直接寻址代替间接寻址。间接寻址需要通过寄存器或其他中间变量来访问目标地址,这会增加额外的指令周期。

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alvpeg| | 2024-6-7 18:36 | 显示全部楼层
直接寻址可以优化内存访问模式。例如,在处理数组或连续的内存块时,处理器可以预测下一个要访问的地址并相应地准备,这称为“预取”或“缓存”。

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phoenixwhite| | 2024-6-7 22:19 | 显示全部楼层
过度依赖直接寻址方式可能会降低代码的可读性和可维护性,因此在优化时需要权衡性能和代码质量。

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jkl21| | 2024-6-8 11:41 | 显示全部楼层
直接寻址速度较慢,因为它需要直接访问内存单元来获取操作数。

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