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加快基于Flash的嵌入式开发的应用 时间:2020-05-22      来源:原创

大多数现代嵌入式软体应用都是从Flash(Flash)存取和执行的。Flash为基于微控制器(MCU)的应用提供了便宜且快速的储存介质。这些应用通常都是即时的,对执行时间和确定性行为有严格要求。虽然Flash速度已经很快,但还是不如从RAM执行程式码那么快。为了加快基于Flash的应用执行时间,开发人员可以选择一些关键功能从RAM执行,以获得额外的速度提升。

为了从RAM执行一项功能,开发人员通常需要遵循三个步骤,包括:

在功能连结器中创建RAM区域

指定哪些功能应储存在RAM

在启动时将这些功能复制到RAM

让我们详细探讨一下这个过程。

步骤#1:在功能连结器中创建RAM区域

每个编译器都使用不同的语法来定义MCU内的储存区域。对于本文的示例,我们将使用基于GCC的Code Composer Studio以及与TI C2000系列一起使用的语法,我相信它可以提供一个很好的例子。

当我们修改连结器档以包含将从RAM执行的功能时,需要创建一个记忆体单元来指定功能将从哪里载入到RAM,以及将载入到RAM中哪个位置。

连结器档将包含指定重要程式分配的区域,例如:

cinit

text

codestart

stack

constants

开发人员需要为其RAM功能创建一个区域,可以使用以下程式码完成:

如你所见,这是在RAM中创建一个名为ramfuncs的区域。RAM区域将储存在FLASH A磁区的功能载入,它被指定在RAM区RAML0中运行。然后有一些定义用于指定RAM功能的开始和结束位置以及它们的大小。这些值在步骤#3中就显出重要性了。

步骤#2:指定哪些功能应储存在RAM

一旦在连结器中创建了一个RAM区域来储存指定的功能,我们需要指定功能应该驻留其中的连结器。最常用于执行此操作的方法是使用#pragma。通常,我们应该尽量避免在程式码中使用#pragma,因为它是依赖于编译器的。这意味着如果编译器发生改变,开发人员很可能就必须修改#pragma行。对于我们要达到的目的,这没关系,因为我们无论如何都必须修改一个新的连结器档,我们需要找出正确的语法来指定如何将一个功能放入记忆体区域。

通常从RAM执行的一组通用功能是与存取和控制Flash相关的功能。原因是当我们想要写入或擦除Flash时,大多数MCU都不允许同时执行Flash程式码!因此,无论如何我们需要将这些功能放入RAM中。我们可以使用类似如下的程式码将Flash_Init等功能放入RAM区域:

你可以从这一语句中看到我们正在使用自订编译器标识CODE_SECTION来指定Flash_Init功能应放入连结器中的ramfuncs区域。该语句通常应该直接放在功能定义的上方,以提示任何操作该功能的开发人员要将它放到RAM中。(这也使我们更容易找到它,如果我们认为该功能不需要放在RAM中的话)。

步骤#3:在启动时将功能复制到RAM

该过程的最后一步是确保在微控制器启动期间将我们想要在RAM中执行的功能真正被复制到RAM中。最简单的方法是使用memcpy。我通常在配置系统时脉和中断向量表之后执行这一复制操作,但要在初始化板载周边和应用程式码之前。我在步骤#1中提到过,我们定义的几个变数会在以后派上用场。它们是RamfuncsRunStart、RamfuncsLoadStart和RamfuncsLoadSize。我们将使用memcpy和这些变数将功能复制到RAM中,按照以下语句:

就这么简单。完成后,开发人员只需简单调用功能,就像通常那样,该功能就可以在RAM中执行。

总结

总之,当开发人员从Flash执行应用程式码时,他们可以将这些功能复制到RAM中,以加速执行程式码的关键部份。从RAM执行一个功能将透过消除可能与从Flash存取指令相关的任何等候状态来提高执行速度。这种额外的提升可确保关键功能以尽可能快的速度执行。正如我们所看到的,一旦你操作一两次后,就会发现将功能载入到RAM中并执行其实非常简单。

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