ARM与C的高效编程
5星 · 超过95%的资源 需积分: 0 135 浏览量
2012-01-08
16:22:26
上传
评论
收藏 16KB DOCX 举报 
Arm 设计思想与高效 C 编程 .
一．RISC 设计思想
ARM 内核采用 RISC 体系结构。RISC 是一种设计思想，其目标是设计出一套能在高时钟频率
下单周期执行，简单而有效的指令集。RISC 的设计重点在于由硬件执行的指令的复杂度，
这是因为软件比硬件容易提供更大的灵活性和更高的智能。因此，RISC 设计对编译器有更
高的要求；相反，传统的复杂指令集的计算机（CISC）则更侧重于硬件执行指令的功能性，
使 CISC 变得更复杂。
RISC 设计思想主要由下面 4 个设计准则来实现：
l 指令集
RISC 处理器减少了指令种类，每条指令的长度都是固定的，允许流水线在当前指令译码阶
段去取其下一条指令；而 CISC 处理器中，指令的长度通常不固定，执行也需要多个周期。
l 流水线
在理想情况下，流水线每周期前进一步，可获得最高的吞吐率；而 CISC 指令的执行需要调
用微代码的一个微程序。
l 寄存器
RISC 处理器拥有更多的通用寄存器，每个寄存器都可存放数据或地址。寄存器可为所有的
数据操作提供快速的局部存储访问；而 CISC 处理器都是用于特定目的的专用处理器。
l load-store 结构
处理器只能处理寄存器中的数据。独立的 load 和 store 指令用来完成数据在寄存器和外部
存储器之间的传送。因为访问存储器很耗时，所以把存储器访问和数据处理分开。这样有
一个好处，那就是可反复地使用保存在寄存器中的数据，而避免多次访问存储器。相反，
在 CISC 结构中，处理器能够直接处理存储器中的数据。
二．ARM 设计思想
为降低功耗，ARM 处理器已被特殊设计成较小的核，较高的代码密度。ARM 内核不是一个
纯粹的 RISC 体系结构，这是为了使它能够更好的适应其主要应用领域-嵌入式系统。在某种
意义上，甚至可以认为 ARM 内核的成功，正是因为它没有在 RISC 概念上沉入太深。现在
系统的关键并不在于单纯的处理器速度，而在于有效的系统性能和功耗。
面向嵌入式系统的指令集
l 一些特定指令的周期数可变
例如：多寄存器装载/存储的 load/store 指令的执行周期就是不确定的
l 内嵌桶形移位器产生了更为复杂的指令
l Thumb 16 位指令集
l 条件执行
l 增强指令
三．高效的 C 编程
1）C 数据类型的有效用法
l 对于存放在寄存器中的局部变量，除了 8 位或 16 位的算数模运算符外，尽量不要使
用 char 和 short 类型。而要使用有符号或者无符号的 int 类型。除法运算时使用无符号数执
行速度更快。
l 对于存放在主存储器中的数组和全局变量，在满足数据大小的前提下，应尽可能使用
小尺寸的数据类型，这样做可以节省存储空间。ARMv4 体系结构可以有效的装载和存储所
有宽度的数据，并可以使用递增数组的指针来有效的访问数组。对于 short 类型数组，要避
免使用数组基地址的偏移，因为 LDRH 指令不支持偏移寻址。
l 由于隐式或者显式的数据类型转换通常会有额外的指令周期开销，所以在表达式中应
资源评论
magicningli2012-12-08很有用的资料，针对ARM的C编程
