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加快基于Flash的嵌入式应用的三大步骤

时间:2018-12-31 作者:Jacob Beningo,嵌入式软件开发咨询师、顾问和教育工作者 阅读:
大多数现代嵌入式软件应用都是从Flash(Flash)存取和执行的。为了加快基于Flash的应用运行时间,开发人员可以选择一些关键功能从RAM执行,让速度更大幅提升......

大多数现代嵌入式软件应用都是从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。这些应用通常都是实时的,对运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执行程序代码那么快。为了加快基于Flash的应用运行时间,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。FeKEETC-电子工程专辑
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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:FeKEETC-电子工程专辑
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1.在功能链接器中创建RAM区域FeKEETC-电子工程专辑
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2.指定哪些功能应储存在RAMFeKEETC-电子工程专辑
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3.在启动时将这些功能复制到RAMFeKEETC-电子工程专辑
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让我们详细探讨一下这个过程。FeKEETC-电子工程专辑
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步骤#1:在功能链接器中创建RAM区域

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每个编译程序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。FeKEETC-电子工程专辑
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当我们修改链接器档以包含将从RAM执行的功能时,需要创建一个内存单元来指定功能将从哪里加载到RAM,以及将加载到RAM中哪个位置。FeKEETC-电子工程专辑
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链接器文件将包含指定重要程序分配的区域,例如:FeKEETC-电子工程专辑
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●cinitFeKEETC-电子工程专辑
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●textFeKEETC-电子工程专辑
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●codestartFeKEETC-电子工程专辑
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●stackFeKEETC-电子工程专辑
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●constantsFeKEETC-电子工程专辑
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开发人员需要为其RAM功能创建一个区域,可以使用以下程序代码完成: FeKEETC-电子工程专辑
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embeded18123102FeKEETC-电子工程专辑
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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扇区的功能加载,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。FeKEETC-电子工程专辑
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步骤#2:指定哪些功能应储存在RAM

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一旦在链接器中创建了一个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链接器。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序代码中使用#pragma,因为它是依赖于编译程序的。这意味着如果编译程序发生改变,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链接器档,我们需要找出正确的语法来指定如何将一个功能放入内存区域。FeKEETC-电子工程专辑
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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程序代码!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序代码将Flash_Init等功能放入RAM区域:FeKEETC-电子工程专辑
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embeded18123102FeKEETC-电子工程专辑
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你可以从这一语句中看到我们正在使用自定义编译程序标识CODE_SECTION来指定Flash_Init功能应放入链接器中的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)。FeKEETC-电子工程专辑
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步骤#3:在启动时将功能复制到RAMFeKEETC-电子工程专辑
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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。我通常在配置系统频率和中断向量表之后执行这一复制操作,但要在初始化板载外围和应用程序代码之前。我在步骤#1中提到过,我们定义的几个变量会在以后派上用场。它们是RamfuncsRunStart、RamfuncsLoadStart和RamfuncsLoadSize。我们将使用memcpy和这些变量将功能复制到RAM中,按照以下语句:FeKEETC-电子工程专辑
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embeded18123104FeKEETC-电子工程专辑
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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。FeKEETC-电子工程专辑
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总结

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总之,当开发人员从Flash执行应用程序代码时,他们可以将这些功能复制到RAM中,以加速执行程序代码的关键部份。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待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,就会发现将功能加载到RAM中并执行其实非常简单。FeKEETC-电子工程专辑
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