Zalecane użycie pól bitowych w strukturach

anthropomo

2014-10-01 05:19:12 UTC

view on stackexchange narkive permalink

Muszę śledzić dużą ilość danych (dla Arduino) w programie, jednocześnie zajmując się sporą ilością innych spraw.

Zacząłem od takiej struktury:

  struct MyStruct {// uwaga: te nazwy równie dobrze mogą mieć postać foo bar baz uint8_t color; stan logiczny; obszar uint8_t; numer uint8_t; uint8_t len;};

Mam tablicę 800 z nich. Przy 5 bajtach każdy, to 4Kb, czyli połowa pamięci RAM w Arduino Mega.

Zmieniłem na taką strukturę:

  struct MyStruct {uint8_t color: 3; // wartość maksymalna 7 // uint8_t stan: 1; *** przeniesiony, dzięki Ignacio *** uint8_t area: 5; // m.v. 31 uint8_t numer; uint8_t len: 5; // m.v. 31 uint8_t state: 1; // m.v. 1};

Rozumiem, że zmniejsza to rozmiar każdej instancji do 3 bajtów, co daje łącznie 2,4 KB w mojej tablicy.

Czytałem, że w niektórych implementacje / chipsety używające pól bitowych w strukturach mogą prowadzić do mniej wydajnego wykonywania. Oczywiście jest to bardziej efektywne wykorzystanie pamięci, ale moje pytanie brzmi:

Jak Arduino radzi sobie z polami bitowymi? Czy będzie lepszy, gorszy, czy pomijalnie inny pod względem lub szybkości podczas iteracji przez tablicę struktur pól bitowych? Czy istnieje dobry sposób, aby to przetestować?

Ta kolejność zajmie 4 bajty. Uzyskaj to 1-bitowe pole spomiędzy pozostałych 8.

@Ignacio Niesamowite ... właśnie zmniejszyłeś moje całkowite zużycie pamięci o kolejne 9%.

Powodem, dla którego pola bitowe w strukturach mogą prowadzić do mniej wydajnego wykonywania, są ograniczenia wyrównania słów. Na przykład. jeśli przekraczają naturalne wyrównanie 32/64, powodując wielokrotny dostęp. Nie powinno to stanowić problemu dla ATmega

Pytanie, które musisz sobie zadać, dotyczy tego, czy najbardziej martwisz się wyczerpaniem pamięci RAM, pamięci programu lub cykli procesora - jest to sytuacja, w której możesz zoptymalizować trochę dla jednego kosztem drugiego i mieć wpływ na trzeci. W pewnym momencie powinieneś również zapytać, czy Arduino oparte na ATmega jest naprawdę właściwą platformą.

Udało mi się zrestrukturyzować program tak, aby używał indeksu tablicy, w którym używałem 8-bitowej liczby, więc do 2 bajtów na strukturę, kolejne 9% ogolone. Wygląda na to, że mogę oszczędzić cykle. Iteruję przez 800 struktur co 50 milisekund, jednocześnie obsługując sporadyczne żądania http. Bez problemów. W tym przypadku przekraczałem limity ATmega, ale wydaje mi się, że znajduję się znacznie poniżej.

Oto kilka dalszych lektur, na które natknąłem się później: http://www.catb.org/esr/structure-packing/

struct MyStruct {uint8_t color : 3; // wartość maksymalna 7 // uint8_t stan: 1; *** przeniesiony, dzięki Ignacio *** uint8_t area: 5; // m.v. 31 uint8_t numer; uint8_t len: 5; // m.v. 31 uint8_t state: 1; // m.v. 1 dopełnienie uint8_t: 2;};