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ARM 嵌入式系统开发 - 软件设计与优化

2019-07-13 19:55发布

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ARM 的非 RISC 特征

允许特定指令的执行周期可变 增加桶形移位器 使用 16 位 Thumb 指令 使用条件执行指令 使用增强 DSP 指令

Jazelle

Jazelle 是ARM 引进的第 3 种指令集。执行 8 位指令，硬件完成超过 60% 的 Java 字节代码，其余代码由软件完成。 为了执行 Java 字节码，需要外加一个 Java 虚拟机的特殊版本。Jazelle 是一个封闭的指令集，没有公开。要从 ARM 及 SUN 获得许可，以得到额外的软件。

ARM 的 PC

在指令“执行”阶段， pc 总是指向该指令地址加 8 字节的地址。当处理器处于 Thumb 模式时， pc 的值为正在执行指令的地址加 4

3个值得注意的流水线特征

第一，   执行一条分支指令或直接修改 pc 而发生跳转时，会使 ARM 内核清空流水线。 第二，   ARM10 使用分支预测技术，通过预测可能的分支并在指令执行前装载新的分支地址，从而减小了清空流水线的影响。 第三，   即使产生了一个中断，一条处于“执行”阶段的指令也将会完成。流水线里其它指令将会被放弃，而处理器将从向量表的适当入口开始填充流水线。

高效的 C 编程

大多数 ARM 数据处理操作都是 32 位的。基于这个原因，局部变量应该尽可能使用 32 的类型。（int 或者 long）同样，函数参数以及返回值也应该使用 32 位类型。 除法运算时使用无符号数执行速度更快。 对于存放在主存储器中的数组和全局变量，应尽可能地使用小尺寸的数据类型。可以节省空间。 使用无符号的循环计数值，For(I=64;I!=0;I--) 比 for(I=0;I<64;I++)效率高很多！ 至少执行一次的循环使用 do-while 效率比较高。 局部变量不要太多（不要超过12个），重要变量和常用变量要使用寄存器。最内层循环变量比较重要。 函数参数不要超过4个（C++不要超过3个），太多时使用结构指针。 把比较小的被调用函数和调用函数放在同一个源文件中，并且要先定义，后调用。 建议一个新的局部变量来保存公共表达式的值，而且要避免使用局部变量的地址。 结构体元素要按照元素大小从小到大排列，内嵌的大的结构体使用指针。由于位填充方式编译器相关，可以人工对齐结构体内部元素。枚举类型编译器相关，所以在结构体中要谨慎使用。 位域会明显减低效率，应尽量避免使用。

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