C ++ на встраиваемых целях

По моему опыту, языковые особенности редко помогают в решении конкретных проблем. Они могут улучшить удобство обслуживания, читаемость и модульность кода. Сделайте его более элегантным и красивым, иногда более эффективным, но лично я бы не слишком полагался ни на языковые возможности, ни на компилятор, особенно на микроконтроллер.

Так что лично я бы склонялся к решениям, аналогичным тем, которые перечислены выше как 3/4/5. Я бы не стал вдаваться в чрезмерно сложные шаблоны и шаблоны ООП (сначала), а вместо этого попытался бы найти фактическое узкое место «табличного модуля», подобного этому, путем проведения тестов и измерения его реальной производительности. И получите больше контроля над фактической разметкой памяти и операциями доступа. И постарайся сделать это простым. 🙂

Не уверен, решит ли это вашу проблему, но вот некоторые общие мысли на эту тему:

• Плоская структураВместо многомерного массива вы можете использовать плоскую структуру памяти. Таким образом, доступ к отдельным записям можно будет оптимизировать для скорости, и вы получите полный контроль над макетом данных. Тем более, если все элементы данных имеют фиксированный, одинаковый размер.

• Фиксированные, степени двух размеров: Чтобы ускорить процесс, вы можете использовать записи таблицы размером 2 ^ n, что, вероятно, приведет к более быстрому доступу за счет использования операций сдвига битов / -измерений вместо умножений / etc (размер строки и записи степени двойки количество записей / байтов, например, размер записи таблицы 256 байтов с 64 x 32-битными элементами). Предполагая, что ваше приложение позволяет это, вы можете округлить размер записей в таблице до следующей степени двойки и оставить некоторые байты неиспользованными — скорость против размера.

При использовании таблицы с фиксированной величиной «два» доступ к массиву может быть записан в явном виде как дополнение указателей, так что код больше напоминает то, что должен делать процессор в действительности. Стоит учитывать только критически важные для производительности части (это скорее дело вкуса — компилятор, вероятно, будет делать то же самое при использовании нотации массива):

   //return table[row][column].parameters[parameterID];

//const entry *e = table + column * table_width + row;
//return entry->parameterID;

//#define COL(col) ((col) * ROW_SIZE)
//#define ROW(row) ((row) * ENTRY_SIZE)
//#define PARAM(param) ((param) * PARAM_SIZE)
#define COL(col) ((col) << SHIFT_COL_SIZE)
#define ROW(row) ((row) << SHIFT_ROW_SIZE)
//#define PARAM(param) ((param) << SHIFT_PARAM_SIZE) // (PARAM_SIZE == 4)?

param *p = table + COL(column) + ROW(row) + parameterID; //PARAM(parameterID);
// Do something with p? Return p instead of *p?
return *p;

Это работает только тогда, когда размеры таблицы известны во время компиляции, поэтому вам, возможно, понадобится более динамичное решение и пересчитать приращения / число битовых сдвигов при изменении размера таблицы. Может быть, запись таблицы и размер параметра могут быть фиксированными, так что во время компиляции не нужно будет знать только размеры / сдвиги строк / столбцов?

• inlineИспользование функций может помочь уменьшить накладные расходы при вызове функции.

• партия: Выполнение нескольких обращений в последовательности, вероятно, более эффективно, чем доступ к отдельным записям. Вы можете использовать указатель арифметики, чтобы сделать это.

• Выравнивание памяти: Выровняйте все записи по 4-байтовым словам и сделайте записи не менее 4-х байтов. Насколько я знаю, это помогает STM32 с доступом к памяти.

• DMA: Использование памяти в памяти DMA может сильно помочь со скоростью.

• Периферийное FMC STM32F4x: Если вы используете внешнюю SDRAM, все может быть изменено с использованием различных параметров синхронизации (FMC). В функциях HAL_SDRAM _ * (), предоставляемых ST, могут быть полезные фрагменты кода.

• кэш: Поскольку Cortex-M4 не имеет кеша данных / инструкций (AFAIK), весь магический кеш-вуду можно безопасно игнорировать. 🙂

• (Структура данных: В зависимости от характера ваших данных и методов доступа может быть полезна другая структура данных. Если размер таблицы может быть изменен во время выполнения, и если произвольный доступ не так важен, связанные списки может быть интересным вместо Или же хеш-таблицы может стоит посмотреть.)