Question

在嵌入式（PIC）环境中工作，使用c。

进行编程

我必须跟踪变量（历史记录）的1000个值并返回这些值的移动平均值。我只是想知道如果我使用数组或1000个16位变量，它在速度，ROM和RAM使用方面是否更有效。对此有一个不同的答案吗？或者我必须尝试两者并看看哪种方法效果最好？

感谢。

编辑：嗯......我已经遇到了另一个问题。编译器将我限制为最大值为256的数组。

EDIT2：

为了澄清......代码每秒发射大约1000次。每次计算并存储history [n]（或history_n）的值。每次我需要计算1000个最近历史值（包括当前值）的平均值。所以(history[1000] + history[999] + ... + history[1] + history[0]) / 1000;或其他相似之处。显然，每次我需要踢出最老的并添加最新的。

EDIT3：

我重新编写代码，现在256个数组大小不是问题。现在大约100的样本大小是合适的。

Answer 1

假设你需要保留历史记录，并给出256元素数组限制，这是一种管理它的方法：

int history1[256];
int history2[256];
int history3[256];
int history4[256];
int* arrays[] = {history1,history2,history3,history4}
int idx=0;
int sum = 0;
int n = 0;

int updateAverage(int newValue)
{
  int ai = (idx++)>>8;
  int* target = arrays[ai]+(idx&0xFF);

  sum -=*target;
  *target = newValue;
  sum += *target;
  n++;
  n=n<1000?n:1000;
  idx = (idx<1000)?idx:0;
  return sum/n;
}

Answer 2

我不确定我是否完全理解你的问题。您是否要求为“短历史[1000]”和“简历1，历史2，...，历史1000;”生成的代码之间存在差异？

两者都应使用相似数量的RAM：每个条目将存储在单个文件寄存器中（假设您使用的是16位PIC）。计算后者平均值的代码虽然很难看，但可能需要相当多的ROM，因为它需要单独引用每个值（而不是仅仅偏移基数）。

编辑： 256元素限制的原因是因为PIC上的文件寄存器分页。只能通过偏移基址寄存器来处理更大的数组，因为您可能需要请求更改页面。

你绝对需要计算一个平均值吗？或者你可以做一个整体平均值？如果整体平均值没问题，那么使用Alphaneo答案的变体：只需保留总和，以及在两个变量中收集的值的数量，并在需要平均值时划分。

Answer 3

如果使用数组，生成的代码将会小得多。我不确定这个，但我认为数组访问会使用更少的内存，因为你不必跟踪多个变量，你只需要指向一个Chunk的指针。如果您的堆栈大小是个问题，那么堆上的Array可能是最好的方法，因为C变量存储在堆栈中。

Answer 4

如果您想通过将其存储在数组中来计算平均值，那么肯定比在运行时计算更昂贵。

原因-1：如果您在运行时计算它，您将继续添加例如查看以下流程

    init-0: _tempSum_ = 0
    step-1: Read current value to _currVal_
    step-2: Add current value to _tempSum_
    step-3: Check if we have required of values _num_ (eg. 1000), if not goto-1
    step-4: Calculate _avg_ = _tempSum_ / _num_ and return
    step-5: goto init-0

如果存储在1000个值的临时数组中，实际上你将完成从init-0到步骤5的所有步骤，除了你最终将使用1000值数组。

根据阵列访问时间可能会慢一点......所以要小心

Answer 5

首先，您可以更改链接器文件以允许更大的部分。然后，您必须使用编译指示将历史数组放在该部分中。

其次，数组方法要好得多。要提高性能，还需要一个32位整数来保持历史数组的运行总和。

对于历史记录功能的每次触发，您将从HistoryRunningTotal中减去最旧的值并添加新的历史记录值。您还需要一个OldestHistoryIndex变量来跟踪最新值的位置（并覆盖旧历史记录）。

Answer 6

如果你有1000个值的足够内存，那么为什么不静态分配内存，制作一个旋转缓冲区并移动一个指针来计算总和。（如果运行的平均值不是你需要的）。只需继续将新值放在最旧的值上，计算1000个值的总和除以1000.实际上有两个指针，一个用于插入新值，另一个用于迭代整个缓冲区。

Answer 7

编译器将数组限制为256？那太糟糕了。这给程序员带来了负担，编译器确实应该照顾它。你确定没有编译器选项，例如一个“大”的记忆模型？如果没有，请研究不同的微观和/或编译器。

或者，为了保持较小，请考虑使用小型IIR滤波器而不是大型FIR滤波器。

无论如何，要回答你原来的问题：数组是这种算法的合理选择，因为它具有合理（可维护）代码和小代码大小的好处。

Answer 8

如果数组是动态分配的，那么使用静态变量会更快。如果数组是静态分配的，那么编译器应该能够将其优化为与静态变量等效的快速。尝试使用一些简单的代码并对其进行分析。

效率更高：大阵列或许多标量

8 个答案: