เมื่อคุณเขียนแบบร่างโดยทั่วไปคุณจะต้องพึ่งพาloop()การถูกเรียกซ้ำ ๆ ตราบใดที่ Arduino ยังทำงานอยู่ การย้ายเข้าและออกจากloop()ฟังก์ชั่นจะต้องแนะนำค่าใช้จ่ายเล็กน้อย

เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้คุณอาจสร้างวงวนไม่สิ้นสุดของคุณเองเช่นนี้

void loop()
{
    while (true)
    {
        // do stuff...
    }
}

นั่นเป็นวิธีที่ทำงานได้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพหรือไม่ มันจะทำให้เกิดปัญหาอื่น ๆ ไหมถ้าloop()ไม่กลับมา?

ส่วนของรหัสบน ATmega core ที่ทำการเซ็ตอัพ () และลูป () มีดังต่อไปนี้:

#include <Arduino.h>

int main(void)
{
        init();

#if defined(USBCON)
        USBDevice.attach();
#endif

        setup();

        for (;;) {
                loop();
                if (serialEventRun) serialEventRun();
        }

        return 0;
}

ค่อนข้างง่าย แต่มีโอเวอร์เฮดของ serialEventRun (); ในนั้น.

ลองเปรียบเทียบภาพร่างง่ายๆสองแบบ:

void setup()
{

}

volatile uint8_t x;

void loop()
{

    x = 1;

}

และ

void setup()
{

}

volatile uint8_t x;

void loop()
{
    while(true)
    {
        x = 1;
    }
}

ค่า x และค่าความผันผวนเป็นเพียงเพื่อให้แน่ใจว่าไม่ได้ปรับให้เหมาะสม

ใน ASM ที่ผลิตคุณจะได้รับผลลัพธ์ที่แตกต่าง:

คุณสามารถดู while (จริง) เพียงแค่ทำการ rjmp (การกระโดดแบบสัมพัทธ์) ย้อนกลับคำแนะนำบางส่วนในขณะที่ loop () ทำการลบการเปรียบเทียบและการโทร นี่คือ 4 คำแนะนำกับ 1 คำสั่ง

ในการสร้าง ASM ดังกล่าวคุณต้องใช้เครื่องมือที่เรียกว่า avr-objdump สิ่งนี้รวมอยู่ใน avr-gcc ตำแหน่งจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับระบบปฏิบัติการดังนั้นจึงง่ายที่สุดในการค้นหาด้วยชื่อ

avr-objdump สามารถทำงานกับไฟล์. hex ได้ แต่สิ่งเหล่านี้จะหายไปจากแหล่งและความคิดเห็นดั้งเดิม หากคุณเพิ่งสร้างรหัสคุณจะมีไฟล์. self ซึ่งมีข้อมูลนี้อยู่ อีกครั้งตำแหน่งของไฟล์เหล่านี้จะแตกต่างกันไปตามระบบปฏิบัติการ - วิธีที่ง่ายที่สุดในการค้นหาไฟล์คือการเปิดใช้งานการคอมไพล์อย่างละเอียดในการกำหนดค่าและดูตำแหน่งที่เก็บไฟล์เอาต์พุต

รันคำสั่งดังนี้:

avr-objdump -S output.elf> asm.txt

และตรวจสอบผลลัพธ์ในเท็กซ์เอดิเตอร์

คำตอบของ Cybergibbonsอธิบายการสร้างรหัสแอสเซมบลีและความแตกต่างระหว่างสองเทคนิคอย่างมาก นี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นคำตอบที่สมบูรณ์มองที่เป็นปัญหาในแง่ของการปฏิบัติที่แตกต่างกันคือวิธีการที่แตกต่างกันมากทั้งวิธีการที่จะทำให้ในแง่ของเวลาดำเนินการ

การเปลี่ยนแปลงรหัส

ฉันทำการวิเคราะห์ที่เกี่ยวข้องกับรูปแบบต่าง ๆ ต่อไปนี้:

• พื้นฐานvoid loop()(ซึ่งได้รับการ inlined ในการรวบรวม)
• ไม่มีการ inline void loop()(โดยใช้__attribute__ ((noinline)))
• วนซ้ำด้วยwhile(1)(ซึ่งได้รับการเพิ่มประสิทธิภาพ)
• วนซ้ำพร้อมกับยกเลิกการออปติไมซ์while(1)(โดยการเพิ่ม__asm__ __volatile__("");นี่เป็นnopคำสั่งที่ป้องกันการปรับให้เหมาะสมของลูปโดยไม่ส่งผลให้เกิดโอเวอร์เฮดของvolatileตัวแปรเพิ่มเติม)
• แบบไม่มี inline void loop()พร้อมปรับให้เหมาะสมwhile(1)
• ยกเลิกการเชื่อมโยงvoid loop()กับยกเลิกการเพิ่มประสิทธิภาพwhile(1)

ภาพวาดที่สามารถพบได้ที่นี่

การทดลอง

ฉันวิ่งแต่ละภาพวาดเหล่านี้เป็นเวลา 30 วินาทีจึงสะสม300 จุดข้อมูลแต่ละ มีการdelayเรียก100 มิลลิวินาทีในแต่ละลูป (โดยไม่เกิดเรื่องเลวร้าย )

ผล

จากนั้นฉันคำนวณเวลาดำเนินการเฉลี่ยของแต่ละลูปแล้วลบออก 100 มิลลิวินาทีจากแต่ละลูปแล้วจึงพล็อตผลลัพธ์

http://raw2.github.com/AsheeshR/Arduino-Loop-Analysis/master/Figures/timeplot.png

ข้อสรุป

• ยกเลิกการเพิ่มประสิทธิภาพwhile(1)ห่วงภายในเร็วกว่าคอมไพเลอร์ที่ดีที่สุดvoid loop void loop
• ความแตกต่างของเวลาระหว่างรหัสยกเลิกการเริ่มต้นที่ดีที่สุดและรหัสที่ดีที่สุด Arduino เป็นนัยสำคัญในทางปฏิบัติ คุณจะรวบรวมการใช้งานด้วยตนเองavr-gccและการใช้แฟล็กการเพิ่มประสิทธิภาพของคุณเองได้ดีกว่าการใช้ Arduino IDE เพื่อช่วยคุณ (ถ้าคุณต้องการการเพิ่มประสิทธิภาพไมโครวินาที)

_{หมายเหตุ:ค่าเวลาจริงไม่ได้มีนัยสำคัญที่นี่ความแตกต่างระหว่างค่าเหล่านั้นคือ นะ ~ 90 ไมโครวินาทีของเวลาการดำเนินการรวมถึงการโทรไปSerial.println, และ microsdelay}

_{NOTE2:สิ่งนี้ทำโดยใช้ Arduino IDE และค่าสถานะเริ่มต้นคอมไพเลอร์ที่ให้}

_{NOTE3: การวิเคราะห์ (แปลงและการคำนวณ) ดำเนินการโดยใช้ R}