高效率嵌入式程序开发技巧

通常，工程师总是竭力避免使用冗余变量，以精简程序。一般情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()不访问全局变量errs
int 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;
}
在第一种情况test1()里，每次访问全局变量errs时都要先从相应的存储器下载到寄存器里，经f()或g()函数调用后再存储回原来的存储器里面。在该例子中，一共要进行两次这样的下载/存储操作。而在第二种情况test2()里，局部变量localerrs被分配以寄存器，这样一来，整个函数就只需要一次下载/存储全局变量存储器了。尽量节省存储器访问的次数，对于提高系统性能非常有用。

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++)

这种累加计数的方法符合一般的自然思维习惯，所以比下面的递减计数方法使用更多：
for(loop=limit；loop！=0； loop--)
这两者在逻辑上并没有效率差异，但是映射到具体的体系结构中，就产生了很大的不同。

累加法比递减法多用了一条指令，当循环次数比较多的时候，这两段代码就会在性能上产生明显的差异。分析其本质原因，在于当进行一个非零常数比较时，必须用专门的CMP指令来执行；而当一个变量与零进行比较时，ARM指令可以直接利用条件执行的特性(NE)来进行判断。很多时候循环展开由编译器自动完成，不过应注意对中间变量或结果被更改的循环，编译程序往往拒绝展开，这时候就需要工程师自己来做展开工作了。

尤其值得注意的是，在有内部指令cache的CPU上(如ARM946ES芯片)，因为循环展开的代码很大，往往会出现高速缓冲存储器溢出。这时展开的代码会频繁地在CPU的高速缓冲存储器和内存之间来回调用，又因为高速缓冲存储器速度很高，所以此时循环展开反而会变慢。同时，循环展开会影响矢量运算优化。

ARM处理器核对NZ(零比较转移)有特别的指令处理，速度非常快，如果你的循环对方向不敏感，可以由大向小循环。需要注意的是，如果指针操作使用了i值，这种方法可能引起指针索引超界的严重错误(i = MAX+1)。当然你可以通过对i做加减运算来纠正，但是如果这样就没有提高效率的作用了。

结语
本文对高效率嵌入式ARM程序开发总结了一些编程技巧。在实际的嵌入式系统开发中，可以大大的提高系统的性能，特别是在多媒体和通信等复杂度高的应用中，对程序设计具有指导意义。