PSoC动态配置能力实用.pdf

Cypress与HI-TECH发布最新编译器，加倍PSoC器件的存储能力 Cypress半导体公司和HI-TECH Software日前宣布了一项新的编译技术，能够扩展动态可配置PSoC混合信号阵列的存储容量和性能。这款新的ANSI C编译器，即面向PSoC混合信号阵列的HI-TECH C PRO，开拓了HI-TECH的Omniscient Code Generation(全知代码生成，OCG)技术，能够从根本上降低PSoC的代码量。 PSoC混合信号阵列集成了可编程的模拟和混合功能，带有一个8位MCU内核，高达32KB闪存和高达2KB的SRAM。能够广泛用于成本敏感、空间受限的消费类应用，包括触摸屏接口、电动机控制以及近感探测及其它。PSoC设备能够进行动态重配，在相同硅片上执行多个独立的功能，因此能够减少元器件数量、缩减电路板空间，并降低功耗。 虽然在PSoC器件上增加可重置功能并不会增加对硅芯片的需求量，但是每一个可重置功能都需要额外的程序代码。在一些应用中，附加功能的增加将导致程序代码量大于片上闪存。此外，较大的软件栈和变量需求也可能使片上SRAM达到极限，从而增加未发现的栈溢出的可能性。截至目前，解决SRAM和闪存局限的做法是：1)限制终端产品的功能，2)将应用移植到更为昂贵、带更多SRAM和闪存的PSoC器件，或者3)手动进行代码的汇编工作，从而减少程序、栈和变量所占空间－一个非常麻烦且耗时的任务，在很大程度上会限制编程代码的可移植性。但是事实上，所有这些选择都不具备足够的吸引力。 面向PSoC混合信号阵列的HI-TECH C PRO编译器使用OCG技术，可以在编译前检查所有的程序模块，从而优化指针、寄存器和栈分配，并减少冗余代码。这款编译器还能够释放SRAM，并通过直接编译可寻址的优化功能栈(面向所有非递归和不可重入代码)，达到减少对PSoC器件变址寄存器的资源争夺。由于代码量减少使执行周期变少，所以新编译器能够提高PSoC器件的性能。 与那些宣称“全局优化”，但是却仅在单独的程序模块中运行的寄存器有所不同，Omniscient Code Generation会检查全部程序中的每个模块，并对所有编程模块进行优化。PSoC器件中的C语言代码(使用OCG技术进行编译)量，仅仅是其它竞争型编译器所产生代码量的50%，从而使任意PSoC器件片上闪存的程序代码有效存储量翻番。既然执行的代码数量得到减少，那么性能自然得以提升。 SRAM的使用率更是得到了提高，因为OCG了解并且对变量和编译栈所需要的存储容量进行准确分配，甚至能够决定指针变量的范围，并在可能的情况下分配单字节指针。这样做的效果，就是编译器增加了SRAM的可用性，有的时候甚至能提高相当大的百分比。此外，通过对程序所需的最大深度静态设置栈，OCG潜在阻止了灾难性的栈溢出。 基于所有程序模块的调用关系图和指针引用图。在进行编译的准备过程中，OCG编译器会针对程序中的每个模块生成部分编译过的代码库。然后，它会针对所有这些库功能(在程序中随处进行引用)进行寻找，并建立一个“调用关系图”。一旦调用关系图完成，那些从来不被调用的功能被移除，编译器对那些被称为可重入(re-entrantly)的功能进行辨别和标注，例如来自主代码行的功能以及中断功能。 OCG编译器还能够在每个程序模块中生成任意指针的指针引用图。由于编译器知道指针指明的对象大小，所以它能够发现任意对静态分配对象的访问，从而提醒编程人员可能的无效存储访问。那些从来没有初始化的指针会被发现，并在编译过程中给予适当警告。此外，该编译器为开发人员提供了一个有价值的调试工具，能够显示所有指针和其指定目标的报告。 该款编译器还能够识别不同源文件中的变量或对象的不相符的声明，并对使用者发出警告。 通过优化变量和栈释放SRAM。传统的编译器通常会对变量所占空间做最坏打算，这样一来就导致了SRAM资源的利用不足。既然编译器知道所有变量的大小，那么它就能够根据每个变量实际需要的内存大小进行分配，根据应用的不同，释放10％甚至更多的SRAM空间。 就像许多低成本的8位可编程产品，PSoC混合信号阵列使用相同的SRAM空间储存软件功能栈和数据变量。如果为动态栈的最大深度分配的SRAM空间不足，那么栈就会溢出到数据变量空间，从而导致程序出错。 多数功能都是不可重入和非递归的，而且可以借助一个可预测的静态编译栈实现。该编译器的OCG技术检查所有的程序模块，识别所有的不可重归和非递归功能，并且利用恰如其分的内存容量来编译和优化一定大小的功能栈，从而容纳每一个功能的最大深度。既然已经确定了调用关系图，那么在不同时间内执行的功能可以针对其静态编译栈分享相同的SRAM空间。这样的特性将栈空间降低到必需的绝对极小值，从而为数据

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