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MCU軟件基準測試實用技巧：編譯器優化能力評測指引

2021-12-14 19:01:53 IAR Systems

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在MCU開發和應用中，工程師都需要進行MCU的能力測試，通用的做法是用Benchmark（基準）程序來測試。然而，在做基準測試時，編譯器的優化能力也在測試結果中有較為明顯的影響，同一套硬件平臺，選用不同的編譯器和不同的優化選項，可能得出的結果相差較大。

為了最大程度釋放MCU的性能，在基準測試中取得最理想的結果，往往需要工程師不僅對自身的硬件比較了解，更需要深入了解編譯器的優化原理，并靈活應用，才能在基準測試中發揮出MCU的全部性能。IAR Systems作為全球知名的嵌入式工具廠商，其編譯器在優化能力上有獨特的優勢，MCU配合IAR的編譯器往往能夠得出較好的基準測試結果。

本文以已在MCU領域內廣泛使用的IAR Embedded Workbench開發工具套件為例，來分享MCU軟件基準測試應該注意的項目和以下技巧，從而幫助讀者能夠去生成業內最高效和最完備的代碼。利用以下項目和設置，工程師可以精準調整優化等級，最大限度地進行測試和提升所開發和應用代碼的性能。

選擇代碼尺寸還是執行速度

利用IAR Embedded Workbench等開發工具套件，工程師可以對整個工程范圍或對單個文件設定優化級別和類型。在源代碼中，甚至可以對單個函數使用 #pragma optimize 指令來完成此操作。

優化的目的是減少代碼尺寸和提高執行速度。如果只能滿足其中一個目標，編譯器會根據用戶指定的設置進行優先處理。因此，在實際的軟件基準測試中，工程師可以嘗試各種設置來獲得最佳效果。舉個例子，由于函數內聯更側重于執行速度的優化，相較于采用通用代碼尺寸優化設置，采用函數內聯與通用代碼執行速度優化設置將獲得更小的程序代碼。

選擇小型內存模型

為了能夠充分地發揮MCU器件的性能和減少應用中的問題，軟件開發必須充分考慮MCU器件的內存等資源限制，因此需要為目標器件和項目選擇盡可能小的內存模型。

小型內存模型的優點包括：

更小尺寸的地址
更小尺寸的指令
更小尺寸的指針
效率更高
代碼更少

諸如IAR Embedded Workbench這樣的成熟的開發工具套件也集成了相關評估功能，可以對內存模型進行多方面評估，從而幫助工程師去測試軟件的規模和優化設計。

選擇合適的運行時庫

默認情況下，運行時庫是以最高代碼尺寸優化級別進行編譯的。如果您想要對速度進行優化，請考慮重新編譯生成這些庫。可以通過配置選項來設置某些標準庫功能（如語言環境、文件描述符和多字節）最適合的級別。

根據具體需求，在庫選項中選擇 scanf 輸入和 printf 的格式。默認選項并非最小格式。