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成功的嵌入式设计需要指令集之外的诸多因素

时间:04-17 来源:中国汽车电子网 点击:

不管 OTG 是否真正有用,它使得PIC32 能在更多的传统领域中得到应用,无论是作为主设备或从设备。USB"嵌入式主设备"在使用中有一些限制,不像"标准主设备"如电脑,举例来说PIC32 不提供VBUS 电源(100-500 mA),但是你可以在个人电脑的USB接口上找到这种电源--当然这完全可以理解。另外,速度限制也需要注意,,作为从设备时能够"全速"(12 Mbps),而作为主设备时只能提供"低速"(1.5 Mbps)。

这个套件包含了一些实用的演示。其中一个演示让该板子成为一个标准人机接口设备(HID)--比如鼠标。因为HID 驱动已经是标准,你可以把它直接插入PC 使用。另外,你可以把这个套件配置成USB 主设备,从而利用PIC32 不断完善的FAT 文件管理软件库,有一些演示展示了如何访问广泛使用的USB 存储器(见照片3)。

不过需要指出的是这个套件中没有包含CAN 演示。因为我不懂也没有实验条件进行有意义的CAN 测试,如果你需要该功能,你需要自己来评估和结论。

优化的迷宫

结构体系进化的重要标志之一,曾经是编译器的优化。您可能还记得有些人把"RISC"缩写调侃为"Relegate the Impossible Stuff to the Compiler",即"把不可能完成的任务丢给编译器"。然而,在调试时,一个太过自我聪明的编译器其问题也是显而易见的。比如PIC32 的"C"编译手册有提到说,当调试经过优化的代码时"可能偶尔会碰到令人惊讶的结果。"

例如,有些变量和代码会消失,如果编译器认为你其实并不需要它们。举例说你声明了一个变量,然后给它赋值一个常数,接着在某个计算时调用了这个变量。不要为找不到那个变量和赋值语句而抓狂,编译器只是比你更聪明一点,它在计算中直接调用了常数。

当你在一个条件分支指令处点击了单步执行,然后看到光标移动到了下一条指令处,这是否意味该条件分支的条件未被满足呢?未必,请注意这是MIPS 架构的一个特性,即分支指令的下一条指令总是会被执行,当编译器找不到合适的指令时会填充一条NOP 指令。你必须再执行一次单步操作,才能确认分支条件是否被满足(在这种情况下,你会看到光标跳到分支目标处)或不满足(光标跳转到下一条顺序指令)。更先进的"代码移动"优化能够导致更多的优化干预。请记住,有时指令可以被挪动很远的距离,甚至超出你认为应在的循环之外。

不过,调试优化过的代码也是可能的,尤其是你喜欢头脑风暴的话(例如,在分支指令后跟一个分支指令会发生什么?)。通常缺省的编译器优化只生成简单的代码,会完整保留你的意图即使可能它效率底下。当调试时在断点触发处,,你可以放心地修改某个变量的值,而不用担心编译器会捣什么鬼(比如虽然你从源代码中看不到,但一些赋值语句已经被挪动并执行了)。

需要紧记的是,编译器优化设置(见照片4)能够产生很大影响。我试着跑过一个USB主机演示程序,采用了如表1 所示的不同编译器设置,你可以看到,不同设置下(速度/大小取向、循环展开,采取MIPS-16 的16 位代码优化选项)生成的代码大小相差能够高达2倍。


保持简洁

PIC32 在精简MIPS 架构使其服务于嵌入式应用方面做得很好。比如,全部的活动功耗只有1mA/MHz 水平,从它提供的性能来看这是非常难得的。它们的批量价格也比较合理,特别考虑到那些完整的外设和存储器配备。

然而竞争也非常激烈,像Cortex - M3、瑞萨SH(现在叫RX)、爱特梅尔的AVR32 以及飞思卡尔的ColdFire 等。这些竞争对手在行业里已经有很长的时间,它们的产品也具有很广的覆盖面,在高端产品上能提供跟PIC32类似的集成度和性能,同时还有许多入门级的简单产品。

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