源碼級(jí)和算法級(jí)的功耗測(cè)試與優(yōu)化
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從表1可知，對(duì)于相同數(shù)據(jù)類型，加、減、乘、除和取余操作的功耗一樣，與、或、非操作的功耗一樣，而移位功耗最低。對(duì)于不同數(shù)據(jù)類型來(lái)說(shuō)，32位數(shù)比16位數(shù)的操作功耗低，16位數(shù)比8位數(shù)的操作功耗低。32位浮點(diǎn)數(shù)與32位整形數(shù)的操作功耗一樣。在所有數(shù)據(jù)類型中64位浮點(diǎn)數(shù)的操作功耗最高。
測(cè)試環(huán)境的處理器StrongARM110為32位處理器，對(duì)8位數(shù)和16位數(shù)的處理要考慮字節(jié)對(duì)齊問(wèn)題，而對(duì)32位就不用考慮該問(wèn)題。
②對(duì)函數(shù)、內(nèi)聯(lián)函數(shù)和宏定義的功耗進(jìn)行測(cè)試。如表2所列，內(nèi)聯(lián)函數(shù)和宏定義的功耗比一般函數(shù)的功耗低，CPU周期數(shù)及指令數(shù)也小。
③對(duì)相同功能不同實(shí)現(xiàn)語(yǔ)句的功耗進(jìn)行測(cè)試。主要針對(duì)循環(huán)語(yǔ)句、選擇語(yǔ)句(二元和多元)、乘法、移位、除法、移位進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表3所列。
從表3可知，同樣實(shí)現(xiàn)循環(huán)功能，for循環(huán)的功耗比while、goto的要大，goto語(yǔ)句的功耗明顯最低；二元選擇運(yùn)算中三目運(yùn)算比if語(yǔ)句的功耗低，但是只能在單條賦值語(yǔ)句中使用三目運(yùn)算，在復(fù)雜的多條語(yǔ)句的情況下，兩者功耗一樣；多元選擇運(yùn)算中，switch語(yǔ)句比if…elseif…語(yǔ)句功耗低；寄存器變量的操作比自動(dòng)變量的操作功耗低近50％，因?yàn)樘幚砥鲝募拇嫫骼镏苯幼x取變量省去了反復(fù)從內(nèi)存讀取變量的過(guò)程，從而達(dá)到降低功耗的目的。
2.2算法級(jí)功耗測(cè)試
算法級(jí)功耗測(cè)試是比源碼級(jí)功耗測(cè)試更高一層次的測(cè)試，不同的算法針對(duì)同一問(wèn)題的考慮方面不同，如可靠性、易用性、時(shí)間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度、功耗等。以往對(duì)軟件算法的研究著重在性能上面，本文把功耗作為主要考慮對(duì)象，研究算法對(duì)功耗的影響。為了便于討論，本文提出一具體問(wèn)題，針對(duì)該問(wèn)題提出5種不同的算法，然后分析這些算法對(duì)軟件功耗的影響。
問(wèn)題描述：對(duì)于1字節(jié)的變量v，求其二進(jìn)制表示中1的個(gè)數(shù)。
算法1：用除法和取余實(shí)現(xiàn)。對(duì)于二進(jìn)制操作，除以2，原來(lái)的數(shù)將會(huì)減少1個(gè)0，如果在除的過(guò)程中有余，就表示當(dāng)前位置為1。
算法2：使用與(即移位>>)操作。操作，把8位數(shù)字v與00000001進(jìn)行與操作，如果結(jié)果為1，表示當(dāng)前8位的最后1位為1，否則為0，然后再將v右移1位，循環(huán)進(jìn)行。
算法3：使用與＆操作，僅考慮v中1的個(gè)數(shù)。
算法4：使用分支操作，直接把0～255的情況都羅列出來(lái)，使用switch…case…，即可得到答案。
算法5：使用查表法，將0～255中1的個(gè)數(shù)直接存儲(chǔ)在數(shù)組Array中，v作為數(shù)組的下標(biāo)，則Array[v]就是v中1的個(gè)數(shù)。
評(píng)論