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源碼級和算法級的功耗測試與優(yōu)化
作者：
時(shí)間：2010-03-12
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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從表1可知，對于相同數據類(lèi)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。對于不同數據類(lèi)型來(lái)說(shuō)，32位數比16位數的操作功耗低，16位數比8位數的操作功耗低。32位浮點(diǎn)數與32位整形數的操作功耗一樣。在所有數據類(lèi)型中64位浮點(diǎn)數的操作功耗最高。
測試環(huán)境的處理器StrongARM110為32位處理器，對8位數和16位數的處理要考慮字節對齊問(wèn)題，而對32位就不用考慮該問(wèn)題。
②對函數、內聯(lián)函數和宏定義的功耗進(jìn)行測試。如表2所列，內聯(lián)函數和宏定義的功耗比一般函數的功耗低，CPU周期數及指令數也小。
③對相同功能不同實(shí)現語(yǔ)句的功耗進(jìn)行測試。主要針對循環(huán)語(yǔ)句、選擇語(yǔ)句(二元和多元)、乘法、移位、除法、移位進(jìn)行測試，測試結果如表3所列。
從表3可知，同樣實(shí)現循環(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；二元選擇運算中三目運算比if語(yǔ)句的功耗低，但是只能在單條賦值語(yǔ)句中使用三目運算，在復雜的多條語(yǔ)句的情況下，兩者功耗一樣；多元選擇運算中，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％，因為處理器從寄存器里直接讀取變量省去了反復從內存讀取變量的過(guò)程，從而達到降低功耗的目的。
2.2算法級功耗測試
算法級功耗測試是比源碼級功耗測試更高一層次的測試，不同的算法針對同一問(wèn)題的考慮方面不同，如可靠性、易用性、時(shí)間復雜度、空間復雜度、功耗等。以往對軟件算法的研究著(zhù)重在性能上面，本文把功耗作為主要考慮對象，研究算法對功耗的影響。為了便于討論，本文提出一具體問(wèn)題，針對該問(wèn)題提出5種不同的算法，然后分析這些算法對軟件功耗的影響。
問(wèn)題描述：對于1字節的變量v，求其二進(jìn)制表示中1的個(gè)數。
算法1：用除法和取余實(shí)現。對于二進(jìn)制操作，除以2，原來(lái)的數將會(huì )減少1個(gè)0，如果在除的過(guò)程中有余，就表示當前位置為1。
算法2：使用與(即移位>>)操作。操作，把8位數字v與00000001進(jìn)行與操作，如果結果為1，表示當前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。
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)數直接存儲在數組Array中，v作為數組的下標，則Array[v]就是v中1的個(gè)數。
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