AN60486 PSoC 1 M8C ImageCraft C Code Optimization (Chinese).pdf

AN60486
PSoC® 1 M8C ImageCraft C 代码优化
作者：Archana Yarlagadda
相关项目：无
相关器件系列：CY8C2xxxx（所有 PSoC 1 器件）
软件版本：PSoC Designer™ 5.4
相关应用笔记：AN75320、AN60630、AN2017
若有任何问题，或需要得到本应用笔记的相关帮助，请通过 [email protected] 邮箱联系本文作者。
AN60486 展示了如何对 PSoC 1 C 代码进行优化，使其执行速度更快、编写更简洁，同时还介绍了能够帮助您优化代码的
各种 PSoC Designer 项目设置和 ImageCraft 编译器设置。此外，本文档还提供了一些能够有效编码的指南。本应用笔记假
设您已经熟悉 PSoC 1、PSoC Designer 集成设计环境（IDE）和 C 编程语言。相关的指导内容，请参考 AN75320 —
PSoC 1 入门。
目录
简介
简介 ................................................................................... 1
您可以通过多种方法减少 PSoC Designer 项目中使用的闪
存（ROM）空间。这样，有时您便可以使用更小的 PSoC
器件，从而降低成本。
项目级优化 ........................................................................ 2
第一种设置：可重定位代码的开始地址......................... 2
第 2 种设置：配置初始化 .............................................. 3
第 3 种 设置： Sublimation （ 净 化） 和 Condensation
（缩聚）选项 ................................................................ 4
第 4 种设置：Treat const as ROM（将常量视为 ROM）
与 Treat const as RAM（将常量视为 RAM）选项 ........ 6
ImageCraft 专业版编译器选项 ........................................... 6
提示和指南 ........................................................................ 6
指南 1：避免在中断服务子程序中调用函数 .................. 6
指南 2：限制数学函数 .................................................. 8
指南 3：使用数组索引和指针 ..................................... 10
指南 4：使用 switch 语句和 If-Else 语句 ..................... 11
指南 5：将部分代码写入汇编器中 .............................. 12
PSoC Designer 提供了 ImageCraft 编译器的标准版本。您
同样可以通过 ImageCraft 网站购买具有更多优化功能的专
业版本。本应用笔记中包含的代码段适用于这两种编译器。
本文档所用的示例是通过标准版本编译而成；而使用专业版
本可获得的其他优化功能，我们也进行了介绍。
要使用本文档中说明的技术，您应该了解如何开发和构建
PSoC Designer 项目，并具备 C 编程语言的基础知识。请
参考 AN75320，了解 PSoC 1 入门。
开发 PSoC Designer 项目时，如果想要知道该项目占用了
多少 ROM 空间，可以在 Output（输出）状态窗口中的
Build（构建）选项卡查看，如图 1 中所示。在该示例中，
所占用的代码空间为 543 个字节。
指南 6：在 PSoC 1 中的位操作 .................................. 12
指南 7：计算 C 代码闪存的使用率和执行时间 ............ 13
结论 ................................................................................. 14
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PSoC 1 M8C ImageCraft C 代码优化
图 1. 显示 ROM 和 RAM 使用情况的 PSoC Designer 构建
信息
图 3. 可重定位的代码起始地址选择
下面各章节首先探讨项目级优化的各种设置，然后介绍一些
编码指南。
在文本框中输入的地址取决于启动代码的大小，您可以在映
射文件（.mp）中找到启动代码的大小，如图 4 所示。
项目级优化
您可以在 Project > Settings 下方找到 PSoC Designer 代
码优化设置。
图 4. PSoC Designer 中的映射文件
第一种设置：可重定位代码的开始地址
构建 PSoC Designer 项目时，ImageCraft 编译器将 C 文件
转换为汇编文件。然后，汇编程序将它们转换为可重定位的
目标文件。最后，链接器合并这些可重定位的目标文件，以
生成可执行的.hex 文件。
除了您的代码外，.hex 文件也包括自动生成的初始化代码
（启动代码）。随后便是一系列的 NOP 指令，这些指令能
够预留一些闪存字节，以备启动代码需要扩展。请参见图 2。
您可以强制将您的代码紧接在启动代码之后，从而节省闪存
空间。
图 2. PSoC Designer 项目的闪存映射图
Start
0x0000
BOOT
End
NOP
NOP
该映射文件显示了不同代码区域的起始地址和结束地址，如
图 5 所示。启动代码在“TOP”区域，而您的代码位于“lit”
区域。您可以将图 3 中所示的 Relocatable code start
address（可重定位的代码起始地址）设置为“TOP”区域
的结束地址，以便最有效地利用闪存空间。例如，默认的设
置是 0x190（“lit”区域的起始地址）。如果您将其更改为
0x151（“TOP”区域的结束地址），您的 ROM 可以增加
63 （0x190 – 0x151 = 0x3F）个字节。
Start
PROGRAM
CODE
End
通过 PSoC Designer，您可以选择 Project > Settings 来
指定代码段的起始地址。在所弹出的窗口中，请选择
“Linker”（链接器），如图 3 所示。
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图 7. 配置初始化选择
图 5. .mp 文件中的“lit”和“TOP”区域
图 8. 循环和直接写入方法的代码差异
如果将可重定位的代码起始地址设置为小于“TOP”的结
束地址，则系统将显示错误信息。例如，如果将该值设置为
0x150，而启动代码以 0x151 结束，则系统将显示错误信息，
如图 6 所示。
图 6. 可重定位的代码起始地址小于启动代码的大小时出现
的错误信息
第 2 种设置：配置初始化
代码优化的另一种方法是控制如何在启动时初始化 PSoC
寄存器。可以通过下面两种方法设置寄存器值：Loop（循
环）或 Direct write（直接写入），如图 7 所示。依次选择
Project > Settings ， 然 后 在 出 现 的 窗 口 中 选 择 “Chip
Editor”（芯片编辑器）即可选中该选项。
从图 8 中可以看到，在每次寄存器写入时，Direct write 方
法（MOV reg[expr]，expr = 3 字节）会比使用 Loop 方法
（addr，数值 = 2 字节）多占用一个字节。但是 Loop 方法
还包括占用 94 个字节的表格读取函数。因此，如果需要加
载超过 94 个寄存器（除最简单的 Designer 项目外，其他
项目通常是这种情况），则选择 Loop 方法占用的闪存空间
会更少。使用图 8 显示的配置来初始化的寄存器数量取决
于设计中使用的资源（用户模块）的数量。使用的资源越大，
被初始化的寄存器数量也会越多。因此，如果设计增加了许
多用户模块以节省闪存，且您愿意花一点时间来启动器件，
则请使用 Loop 方法。但是如果设计中没有太多的用户模块，
或需要快速启动器件，则应该选择 Direct write 方法。
采用 Loop 方法时，系统会创建一个包含寄存器地址和寄存
器值的表格，并借助一个函数将表格中的值写入到各自的地
址中。采用 Direct write 方法时，将直接完成寄存器的写操
作，每个寄存器一条 MOV 指令。
选定的方法会在自动生成的文件 PSOCConfigTBL.asm 中
编写。图 8 显示的是这两种方法的代码。
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图 11. 使用净化技术时的 ROM 使用情况
第 3 种设置：Sublimation（净化）和
Condensation （缩聚）选项
净化和缩聚是 ImageCraft 标准版提供的压缩技术。依次选
择 Project > Settings ， 然 后 在 弹 出 的 窗 口 中 选 择
“Compiler”（编译器）即可设置这两个选项，如图 9 所
示。
图 9. Sublimation 和 Condensation 选项
如果所有用户模块 API 中的所有函数均用于项目中，则系
统将显示“no dead symbol found”（没有发现无效符号）
信息，如图 12 所示。
图 12. 使用净化技术时―no dead symbol found‖信息
Sublimation（净化）
当选择 Sublimation 选项时，编译器会清除用户模块 API
（接口代码）中未使用的函数，以节省闪存空间。
例如，您可以将 PGA 和 PWM 用户模块置于项目中，并为
这两个用户模块仅调用“Start”函数。如图 10 和图 11 所
示，通过清除这些用户模块 API 中的其他未使用函数，可
以节省 142 个字节的闪存空间。
图 10. 未使用净化技术时的 ROM 使用情况
Condensation（缩聚）
当选择 Condensation（缩聚）选项时，将生成一个针对项
目中重复出现的代码段的函数，且该代码的每个实例均被函
数调用所替换。在代码 1 显示的简单示例中，同一代码在
项目的不同位置上重复出现三次。使能缩聚功能时，该代码
的一个实例将转换为一个函数，无论该实例发生在什么位置，
都将被替换为该函数的函数调用，如图 13 所示。创建的所
有此类函数/程序都被置于代码的末端且位于 “<created
procedures>”标签之下，如图 13 所示。您可以看到，针
对代码 1 创建的程序正是从“<created procedures>”标签
开始的，因此，无论在什么位置使用该实例，实例都将被调
用 “<created procedures>” 标 签 的 指 令 所 替 换 。
“<created procedures>”标签下“0520”和“052B”位置
上的函数是项目中另两处重复代码，这些代码被转换成可调
用的函数。
代码 1
/* Instance one */
shadowRegs[PORT_2] |= 0x01;
PRT2DR = shadowRegs[PORT_2];
/* Instance two */
shadowRegs[PORT_2] |= 0x01;
PRT2DR = shadowRegs[PORT_2];
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图 14. .mp 文件中的“text”区域
/* Instance three */
shadowRegs[PORT_2] |= 0x01;
PRT2DR = shadowRegs[PORT_2];
图 13..lst 文件中针对代码 1 的缩聚
图 15. “text”区域代码小于 256 个字节的缩聚技术
图 16. 没有发现重复代码时的缩聚技术
图 17. 代码 1 的缩聚技术（代码 1 是一个较大项目的一部分，
该项目的 text 区域大于 256 个字节。）
通过 Condensation 选项，您可以节省大量 ROM 空间，如
图 17 所示。若想要对代码应用缩聚技术，“text”区域
（位于.mp 文件中，如图 14 所示）内的代码要超过 256 个
字节。如果“text”区域的代码小于 256 个字节，将会显示
如下信息：“program code in ‘text’ area too small for
worthwhile code compression”（‘text’区域中的程序代
码太小，不适合进行代码压缩）（图 15）。如果没有发现
任何能够进行缩聚的重复代码实例，将会显示如下信息：
“no worthwhile duplicate found”（没有发现适当的重复
代码）（图 16）。
注意: 虽然缩聚会明显降低 ROM 空间的使用量，但它会将
重复代码代替为函数调用，因此会增加程序执行的延迟。
注意: 图 15、图 16 和图 17 中显示的是针对不同代码的信
息，在缩聚代码过程中用于模拟不同的场景。
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第 4 种设置：Treat const as ROM（将常量视
为 ROM）与 Treat const as RAM（将常量视
为 RAM）选项
该选项（参考图 9）通过将常量保留在闪存（ROM）内减
少 RAM 的使用率；它并不是大幅降低闪存的使用率。大多
数项目都使用 Treat const as ROM 选项。Treat const as
RAM 选项主要用于与 ImageCraft 编译器先前版本的向后兼
容。
ImageCraft 专业版编译器选项
除了 ImageCraft 标准版编译器提供的优化选项外，
ImageCraft 专业版编译器还提供了其他几个选项，如图 18
所示。
提示和指南
下面的一些编码技术能够使您的固件更为有效。这些方法可
以与 PSoC Designer 项目和 PSoC 1 配合使用，且能够应
用于类似的 8 位处理器、IDE 和编译器中，比如 PSoC 3 和
PSoC Creator™。
指南 1：避免在中断服务子程序中调用函数
在编译中断服务子程序（ISR）的 C 代码时，ImageCraft
编译器把 ISR 将使用的所有虚拟寄存器（编译器用于存储
临时值的寄存器）压入堆栈。如果 ISR 代码中包括函数调
用，则编译器无法识别哪些寄存器将被调用的函数修改。
ImageCraft C 编译器最多使用 15 个虚拟寄存器，以在堆栈
中存储临时数据。
在 RAM 超过 256 个字节的 PSoC 芯片中，4 个页面指针也
与这 15 个虚拟寄存器一同存储和恢复。代码 2 中的示例不
需要编译器保存任何虚拟寄存器（图 19）。如
图 18. ImageCraft 专业版编译器选项
代码 3 所示，当使用函数调用执行同一功能时，需要使用
额外的 15 个虚拟寄存器，如图 20 所示。每个存储器需要
以下 6 个字节，分别是 MOV [2 个字节] + PUSH [1 个字节]
+ POP [1 个字节] + MOV [2 个字节]。
代码 3 需额外使用 90 个字节，由于有很多 MOV/PUSH 指
令，ISR 执行会出现延迟或需要更长时间。
代码 2
BYTE bVar1;
#pragma interrupt_handler
SleepTimerHandler;
ImageCraft 标准版中提供的 Sublimation 和
Condensation 选项分别相对应于 ImageCraft 专业版中的
Eliminate unused user module APIs（消除未使用的用
户模块 API）和 Enable code compression （使能代码压
缩功能）。
void SleepTimerHandler(void)
{
bVar1 = 1;
}
图 19. 为 ISR 生成的代码（代码 2）（无调用函数）
ImageCraft 专 业 版 还 提 供 了 Eliminate user unused
functions（消除用户未使用的函数），当用户的项目非常
庞大且很难找到用户未使用的函数时，该选项非常有用。简
单的示例是项目的版本；未使用的 API 可能仍然保留在代
码中，占据了 ROM 空间。勾选该选项后，编译器会确保将
这类未使用的 API 从代码中清除，以便将省出的 ROM 空间
供其他代码使用。
ImageCraft 专业版还提供另一个选项，即 Optimize for
speed（优化代码的运行速度）。勾选该选项时，代码将经
过编译实现更快的执行速度。ROM 的使用率可增加或减少，
具体取决于优化被应用于哪个位置。例如，代码中较小的循
环被扩展为顺序指令，这样便提高 ROM 的使用率。冗余的
分配或传送操作被移除，这样便降低 ROM 的使用率。
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代码 3
图 20. 为 ISR 生成的代码（代码 3）（调用函数）
BYTE bVar1;
void TestFunc()
{
bVar1 = 1;
}
#pragma interrupt_handler
SleepTimerHandler;
void SleepTimerHandler(void)
{
TestFunc();
}
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图 21. 代码 4 的 ROM 使用情况
指南 2：限制数学函数
在许多情况下，C 编译器将通过内联汇编代码执行简单的数
学计算。然而，对于复杂的计算，编译器可能向您的代码中
添加一个或多个数学库函数。这样操作的优势可能不会立即
被体会到。根据运算和变量类型，即使是‘+’、‘-’、
‘*’、‘/’、‘%’、‘>’和‘<’等简单的 C 语言运算
符也需要库函数才能实现。
尽管库函数非常有效而且实用，但是它们会占用您无法预计
的大量代码空间。在许多情况下，通过谨慎地管理代码中的
数据类型和运算，您可以避免过度使用库函数。
当程序使用整数算术运算符时，根据使用的变量大小和类型
（8、16 或 32 位，有符号数或无符号数）添加数学库函数。
有关不同函数所用字节数的详细信息，请依次选择 Help >
Documentation > Designer Specific Documents 查看
Libraries User Guide（库用户指南）。
基础的算术函数（即最常用的函数）包括整数的加、减和移
位。当使用其他运算（如乘法）时，针对这些运算的代码也
包含在内。
代码 5
unsigned int iTest1, iTest2;
void main(void)
{
iTest1 = (iTest2 << 1) + iTest2;
}
图 22. 代码 5 的 ROM 使用情况
位移叠加法取代乘法或除法
位移位叠加法等技巧取代无符号整数的乘法或除法，从而节
省代码空间。在无符号整数中，单一按位右移等于除以 2，
而左移等于乘以 2。如下面的代码 5 所示，通过使用位移叠
加法，您可以避免使用乘法和除法库函数。
在以下输出相同结果的两个代码段中，执行代码 4 比执行
代码 5 多使用 55 个字节，如图 21 和图 22 所示。这个差别
是由于向代码中添加了一个“__mul16”函数。
代码 4
unsigned int iTest1, iTest2;
void main(void)
{
iTest1 = iTest2 *3;
}
避免幂函数
幂函数也会添加数学库函数。可以将幂运算简化为乘法或除
法运算，例如：42 = 4 × 4。 正如前面部分所阐述的内容，
乘法或除法运算可以使用移位叠加法来实现。这样，对于有
少量幂函数的程序，通过尽可能将幂函数简化为移位叠加法
来进行运算，您可以节省程序的代码空间。
避免浮点运算
使用 8 位处理器的浮点运算几乎始终需要库函数。除了基
本数学运算函数外，舍入、归一化和检查特殊条件等效用函
数也会被添加到代码中。请参考算术库用户指南，了解有关
浮点运算的更详细信息。为了使您能够进行估算，请参考下
面浮点函数所需的代码空间（同样可以在算术库用户指南中
找到）：
比较（*_fpcmp） = 109 – 125 个字节
加（*_fpadd） = 461 – 478 个字节
减（*_fpsub） = 468 – 485 个字节
乘（*_fpmul） = 406 – 558 个字节
除（*_fpdiv） = 432 – 449 个字节
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浮点数学函数将整数数学库作为基础使用。这指的是，使用
浮点运算时也需要整数数学库。如果变量的范围已知，可以
将变量调整为直接使用整数运算，从而代替浮点运算。
图 24. 代码 7 的 ROM 使用情况
例如，在以下两个代码段中，已知的变量范围是小数点后两
位。因此，如果您将所有浮点数乘以 100，您便可以使用整
数运算来代替浮点运算。在下面示例中，代码 7 中的整数
运算法比代码 6 中的等效浮点运算少占用 761 个字节，如
图 23 和图 24 所示。
代码 6
int iTest2, iTest3;
float fTest1;
void main(void)
{
fTest1 = iTest2 * 2.42;
if(fTest1 > 7.5)
{
iTest3 = 2;
}
else
{
iTest3 = 1;
}
}
图 23. 代码 6 的 ROM 使用情况
使用查找表（LUT）取代计算
有时候，使用查找表（LUT）取代计算效果更高。这里存在
多个权衡因素，比如：速度、精度和代码空间。您的选择取
决于应用的类型。
例如，AN2017 – PSoC 1 通过热敏电阻测量温度中的项目
提供了浮点算法和 LUT 方法两个选项。在该项目中，使用
LUT 取代浮点运算可节省 4187 个字节的存储器空间（使用
查询表时会占用 3779 个字节，而使用浮点方程时会占用
7966 个字节），但精度会有所降低。
维护数据类型的一致性
当选择变量的数据类型时，请选择该函数所需的最小数据类
型。例如，如果变量的最大值不超过 256，则选择的单位应
该是 BYTE（字节）而不是 int（整型）。同样，在适用情
况下，选择无符号的变量而不是有符号的变量。例如，请参
考代码 4 如果在程序中变量“iTest1”和“iTest2”都不超
过 255，则可将其声明为“unsigned char”（无符号字符）
而非“unsigned int”（无符号整数），如代码 8 所示。 图
25 显示的是 ROM 的使用情况。代码 8 比代码 4 少占用了
84 个字节。
代码 8
代码 7
int iTest1, iTest2, iTest3;
void main(void)
{
iTest1 = iTest2 * 242;
if(iTest1 > 750)
{
iTest3 = 2;
}
else
{
iTest3 = 1;
}
}
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unsigned char cTest1, cTest2;
void main(void)
{
cTest1 = cTest2 *3;
}
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代码 9
图 25. 代码 8 的 ROM 使用情况
typedef struct
{
int iData;
BYTE bData;
}sData;
typedef struct
{
sData myArray[10];
}sArray;
sArray myTest;
sData* myPtr;
如果您知道有符号变量的正负范围，可以使变量偏移至正值，
并使用无符号的数学函数。同样，如果预计变量的值为–10
到+10 之间，则使变量偏移 10，这样便可以使代码 0 对应
–10，代码 20 对应+10。
void main(void)
{
myPtr = myTest.myArray;
myPtr->iData = 100;
}
从代码空间的角度来说，类型转换占用的空间非常大，因此，
您需要维护所用数据类型的一致性。如果您必须在程序中使
用类型转换，那么可以通过变量类型转换来使用相同的数学
库，从而节省数学库的代码空间。
图 26. 代码 9 的 ROM 使用情况
指南 3：使用数组索引和指针
在数组索引法中，ImageCraft 直接使用索引访问每个地址。
由于地址保持不变，因此无需计算。在使用指针访问的情况
下，每次访问都是以指针变量为基础。因此，编译器必须执
行更多的计算，才能获取地址。
如果重复使用这种访问方法，访问类型的差别导致存储器使
用率的极大差异。
例如，考虑以下两个代码示例。代码 9 比代码 10 所占用 25
个字节，如图 26 和图 27 所示。因此，仔细观察使用的访
问方法类型（数组索引还是指针）对于代码优化至关重要。
访问类型和变量类型中存在大量的差异。关键要确保地址是
常量，在这种情况下，编译器会直接替换地址。当运行过程
中必须计算地址时，编译器可使用更多的代码空间。一般情
况下，从代码空间的角度来说，使用“->”运算符占用的空
间更大。
代码 10
typedef struct
{
int iData;
BYTE bData;
}sData;
typedef struct
{
sData myArray[10];
}sArray;
sArray myTest;
sData* myPtr;
void main(void)
{
myTest.myArray[1].iData = 100;
}
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图 28. 代码 11 的 ROM 使用情况
图 27. 代码 10 的 ROM 使用情况
代码 12
指南 4：使用 switch 语句和 If-Else 语句
要实现 case 决策，您可以使用 switch 语句或 if-else 语句。
这两种语句之间的不同在于，switch 语句始终进行 16 位比
较，而 if-else 语句是根据变量类型进行比较。如果是单字
节变量（BYTE），与 switch 结构相比，ImageCraft 编译
器使用 if-else 结构生成的代码效率更高。这是因为 8 位比
较比 16 位比较需要的代码空间少。
Switch 语句使用 9 个额外的字节，外加每个 case 的 5 个字
节。例如，代码 11 中显示的带有默认字句的 4 种 case 的
switch 语句比等效代码 12 多占用（9 + 4 × 4）= 25 个字节，
如图 28 和图 29 所示。
代码 11
BYTE bTest1, bTest2;
void main(void)
{
switch(bTest1)
{
case 4:
{
bTest2 =
break;
}
case 3:
{
bTest2 =
break;
}
case 2:
{
bTest2 =
break;
}
default:
{
bTest2 =
}
}
}
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1;
BYTE bTest1, bTest2;
void main(void)
{
if(bTest1 == 4)
{
bTest2=1;
}
else if(bTest1 == 3)
{
bTest2 = 2;
}
else if(bTest1 ==2)
{
bTest2 = 3;
}
else
{
bTest2=4;
}
}
图 29. 代码 12 的 ROM 使用情况
2;
3;
4;
如果 case 决策针对的是双字节变量（WORD），两种表达
式得出的代码大小几乎相同。
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指南 5：将部分代码写入汇编器中
指南 6：在 PSoC 1 中的位操作
在汇编器中写入程序可避免编译器解译，从而实现全面的用
户优化。但是在汇编器中写入完整的程序非常繁琐复杂，因
此只将部分代码转换为汇编语言便可以优化代码的大小和性
能。请考虑代码 11，参考汇编语言的“bTest2”变量，如
代码 13 所示。代码 13 比代码 11 少占用 12 个字节，如图
30 所示。
在 PSoC 1 中，不会定义任何“bit”（位）变量的数据类型。
要想进行变量的（各）位操作，可以使用一个掩码和逻辑运
算符，或直接将数值分配给该变量。根据操作的要求，掩码
可以是一个常量。代码 14 和代码 15 显示了如何在一个变
量中进行（各）位的操作。
代码 13
代码 14
BYTE bTest1, bTest2;
void main(void)
{
switch(bTest1)
{
case 4:
{
asm("MOV
break;
}
case 3:
{
asm("MOV
break;
}
case 2:
{
asm("MOV
break;
}
default:
{
asm("MOV
}
}
}
BYTE bTest1, bTest2, bTest3;
void main(void)
{
/* To set first, sixth and eighth bit
of the variable */
bTest1 = (0xA1);
[_bTest2], 0x1");
/* To clear the second and
seventh bits the variable */
bTest2 = bTest2 & (0xBD);
[_bTest2], 0x2");
/* To invert the second, fifth and
eighth bits in the variable */
bTest3 = bTest3 ^ (0x92);
the
}
[_bTest2], 0x3");
[_bTest2], 0x4");
图 30. 代码 13 的 ROM 使用情况
如果变量具有一个以上的位定义，并且必须进行一位或多个
位的操作而不影响变量中的其他位，那么请使用逻辑运算符
来进行位操作。这些操作使用 XOR、AND 和 OR 指令。 代
码 14 的相应.asm 代码在（通过依次选择 Workspace >
Output Files 的）<projectname>.lst 文件中生成，如下所
示。
/* To set first, sixth and eighth bit
of the variable */
bTest1 = bTest1 | (0xA1);
__text_start|_main|_main:
62 D0 00 MOV
REG[0xD0],0x0
2E 03 A1 OR
[bTest1],0xA1
/* To clear the second and the
seventh bits the variable */
bTest2 = bTest2 & (0xBD);
62 D0 00 MOV
REG[0xD0],0x0
26 02 BD AND
[bTest2],0xBD
/* To invert the second, fifth and
eighth bits in the variable */
bTest3 = bTest3 ^ (0x92);
62 D0 00 MOV
REG[0xD0],0x0
51 04
MOV
A,[bTest3]
31 92
XOR
A,0x92
53 04
MOV
[bTest3],A
address: 8F FF
JMP
address
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注意: 指令 MOV REG[0xD0],0x0 用于设置
“bTest1/bTest2/bTest3”全局变量的 RAM 页码。
如果变量的大小为单比特，或正在对变量中定义的所有位同
时进行分配/位操作，则请使用直接分配方法来实现，如代
码15所示。此时会使用MOV指令，它比XOR、AND和OR
指令快一个周期。
注意: 要想知道某一指令需要使用来执行操作的周期数，请
依 次 选 择 Help > Documentation > Compiler and
Programming Documents，参考 PSoC Designer 中“附
录 A5. 指令集总结”的汇编语言用户指南部分。
指南 7：计算 C 代码闪存的使用率和执行时间
当需要考虑代码存储器的使用量和程序执行的时间时，掌握
某个函数或代码段所占用的闪存空间大小以及执行时间，对
手动优化代码是十分有用的。
要确定某个函数的代码大小，请参考 Workspace >
Output Files 中的<projectname>.mp 文件。.mp 文件提供
了有关代码区域所占用的代码存储器空间以及在该区域中所
定义的函数/常量的详细信息。该文件还提供了 RAM 区域被
使用的详细情况，以及这些区域中所定义的全局变量地址，
如图 31 所示。
图 31..mp 文件中的地址和存储器详情
代码15
BYTE bTest1, bTest2;
void main(void)
{
/* To clear the first and the second
bits and set the third bit of a three
bits variable */
bTest1 = 0x04;
/* To invert the variable */
bTest2 = ~ (bTest2);
}
相应的.asm代码如下显示：
BYTE bTest1, bTest2;
void main(void)
{
/* To clear the first and the second
bits and set the third bit of a three
bits variable */
bTest1 = 0x04;
__text_start|_main|_main:
62 D0 00 MOV
REG[0xD0],0x0
55 02 04 MOV
[bTest1],0x4
/* To invert the variable */
bTest2 = ~ (bTest2);
62 D0 00 MOV
REG[0xD0],0x0
}
51 03
73
53 03
address:
MOV
A,[bTest2]
CPL
A
MOV
[bTest2],A
8F FF
JMP
address
注意: 指 令 MOV REG[0xD0],0x0 用 于 设 置 变 量
“bTest1/bTest2”的 RAM 页码。
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注意: 欲了解有关代码/RAM 区域的详细信息，请参考 《C
语言编译器用户指南》中第 6.9 部分，以及《汇编语言用户
指南》中第 5.1 部分。
要确定某个函数的代码大小，请在.mp 文件中搜索该函数名
称。如果在自定义区域中尚未取代该函数，那么用户定义的
所有函数均默认位于“text”（文本）代码区域内（图 32）。
图 32 显示的是代码 16 中定义的“main”、“function1”
和“function2”的起始地址。要想确定“main”的代码大
小 ， 请 使 用 “main” 的 地 址 减 去 下 面 函 数 （ 这 里 是
“function1”）的地址。“main”的大小为 55 个字节（
0x034E – 0x0317 = 0x0037)，“function1”的大小为 9 个
字节（0x0357 – 0x034E = 0x0009），“function2”的大
小为 9 个字节（0x0360 – 0x0357 = 0x0009）。
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while (1)
{
}
address: 8X XX
代码 16
int bTest;
void main(void)
{
bTest = ++bTest;
}
JMP
address
执行JMP指令需要5个CPU周期。如果CPU时钟频率为24
MHz，则执行JMP指令会需要：
1
void function1(int a)
{
a++;
return;
}
5 × 24 µ𝑠 = 0.208 µ𝑠
在该速率下，CPU每0.208 µs执行一条（JMP）指令，即其
速度为(1/0.208) = 4800万条指令每秒。
void function2(int b)
{
b--;
return;
}
示例2：
请参考下面示例作为简单的加法。
void main(void)
{
BYTE bTest1, bTest2;
while(1)
{
bTest1 = bTest1 + bTest2;
}
}
图 32. 使用.mp 文件计算闪存的使用情况
相应的.asm代码如下显示：
若要计算代码执行的时间，您必须知道各条指令的执行时间。
要 想 知 道 各 条 指 令 的 执 行 时 间 ， 请 依 次 选 择 Help >
Documentation > Compiler and Programming
Documents，参考 PSoC Designer 中―附录 A5. 指令集总
结 ‖ 的 汇 编 语 言 用 户 指 南 部 分 。 列 表 中 的 “CPU clock
cycles”（CPU 时钟周期）列提供了执行指令所需的 CPU
时钟周期数。通过将该值乘以 CPU 周期，可得到一条指令
的执行时间。下面各示例显示了计算不同代码的执行时间的
方法。
BYTE bTest1, bTest2;
while(1)
{
bTest1 = bTest1 + bTest2;
address1: 52 01
MOV
A,[X+1]
address2: 05 00
ADD
[X+0],A
}
address3: 8X XX
JMP
address1
执行先前代码总共需要6（MOV） + 8（ADD） + 5（JMP
） = 19个时钟周期。这样，平均需要19/3 = 6.33个周期来
执行每一条指令。如果CPU时钟频率为24 MHz，则执行整
个代码会需要：
19
示例 1：如下使用一个空白的“while (1)”循环。
void main(void)
{
while (1)
{
}
}
空白“while (1)”循环的相应.asm 代码在
<projectname>.lst 文件中生成，具体如下：
www.cypress.com
24,000,000
𝑠 = 0.792 µ𝑠
按照该频率，CPU在每0.792/3 = 0.264 µs执行一条指令，
即（1/0.264） = 3790万条指令一秒。
结论
这些指南能够帮助您优化代码。其中，一些指南专门针对
ImageCraft 编译器，而一些指南则普遍使用。在固件开发
期间和后续工作中，遵循这些建议有助于优化代码空间。所
有代码段都在 CY8C28xxx 器件和 ImageCraft 标准编译器
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版本 7.0.5 中都经过了测试，并捕捉了屏幕快照。 其他
PSoC 1 器件得出的结果也与此类似。
遵照这些指南的同时，当操作更小闪存空间的器件时，在项
目开发期间关注代码大小的增加情况是很好的工作方法。一
旦代码空间出现大幅增加，请查看映射文件（图 4），以检
查最新的代码是否正在运行任何预料之外的函数。如果您熟
知引起闪存空间增加的代码的精确位置，优化代码便会更加
容易。
更多有关编译器和项目优化选项的详细信息，请参考
ImageCraft C 编译器指南和 ImageCraft 汇编语言指南。
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关于作者
姓名：
Archana Yarlagadda
职务：
应用工程师
背景信息：
赛普拉斯应用工程师，重点工作领域是
PSoC。
诺克斯维尔田纳西大学模拟超大规模集
成电路（VLSI）硕士学位
联系方式：
文档编号：001-82493 版本*A
[email protected]
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文档修订记录
文档编号：PSoC® 1 M8C ImageCraft C 代码优化 — AN60486
文档编号：001-82493
版本
ECN
变更者
提交日期
**
3730495
ZCLI
08/31/2012
本文档版本号为 Rev**，译自英文版 001-60486 Rev*B。
*A
4546205
SNYQ
10/20/2014
本文档版本号为 Rev*A，译自英文版 001-60486 Rev*E。
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