Embedded 如何优化或减少嵌入式系统软件中的RAM大小？

我在汽车领域从事嵌入式软件项目。在我的一个项目中，应用软件消耗了几乎99%的RAM内存。可用的实际RAM大小为12KB。我们使用TMS470R1B1 Titan F05微控制器。我做了一些优化，比如在软件中查找未使用的消息并删除它们，但仍然不值得减少RAM。你能建议一些通过软件优化来减少RAM的好方法吗

删除未使用的字符串文字不会对RAM使用产生任何影响，因为它们不存储在RAM中，而是存储在ROM中。代码也是如此

您需要做的是减少实际变量，并可能减少堆栈的大小。我会寻找可以调整大小的数组和未使用的变量。此外，最好避免动态分配，因为这样做会带来风险

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除此之外，您还需要确保诸如查找表之类的常量数据存储在ROM中。这通常可以通过

const

关键字来实现。

与速度优化不同，RAM优化可能需要在整个代码中“这里一点，那里一点”。另一方面，可能会有一些“低垂的果实”

数组和查找表 数组和查找表可以是很好的“低挂果实”。如果您可以从链接器获得内存映射，请检查RAM中的大型项目

检查没有正确使用

const

声明的查找表，这会将它们放在RAM而不是ROM中。尤其要注意指针的查找表，它们需要

const

位于

*

的正确一侧，或者可能需要两个

const

声明。例如：

const my_struct_t * param_lookup[] = {...};  // Table is in RAM!
my_struct_t * const param_lookup[] = {...};  // In ROM
const char * const strings[] = {...};    // Two const may be needed; also in ROM

堆积如山 也许您的链接器配置为堆和堆栈保留了大量RAM，比应用程序所需的要大

如果您不使用heap，您可能会消除它

如果您测量了堆栈的使用情况，并且它处于分配之下，那么您可能能够减少分配。对于ARM处理器，对于几种操作模式，可以有几个堆栈，您可能会发现为异常或中断操作模式分配的堆栈比需要的大

其他 如果您已经检查了简单的节省，但仍然需要更多，那么您可能需要检查代码并保存“这里一点，那里一点”。您可以检查以下内容：

全局变量与局部变量 检查是否不必要地使用了

静态

或全局变量，其中可以使用局部变量（在堆栈上）。我见过一些代码在函数中需要一个小的临时数组，它被声明为

static

，显然是因为“它会占用太多的堆栈空间”。如果这种情况在代码中发生的次数足够多，则实际上可以节省总体内存使用量，从而使这些变量再次成为局部变量。它可能需要增加堆栈大小，但会在减少的全局/静态变量上节省更多内存。（作为一个附带好处，这些函数更有可能是可重入的、线程安全的。）

较小的变量 可以更小的变量，例如

int16\u t

（

short

）或

int8\u t

（

char

）而不是

int32\u t

（

int

）

枚举变量大小

enum

变量大小可能大于所需大小。我不记得ARM编译器通常做什么，但我过去使用的一些编译器默认将

enum

变量设置为2个字节，即使

enum

定义实际上只需要1个字节来存储其范围。检查编译器设置

算法实现

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修改你的算法。一些算法有一系列可能的实现，在速度/内存之间进行权衡。例如，AES加密可以使用动态密钥计算，这意味着您不必将整个扩展密钥存储在内存中。这样可以节省内存，但速度较慢。

确保链接器生成一个映射文件-它将显示RAM的使用位置。有时，您可以找到保存在RAM中的字符串文本/常量之类的内容。有时，您会发现其他人在其中放置了一些未使用的数组/变量

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如果您有链接器映射文件，那么也很容易攻击首先使用最多RAM的模块。

以下是我在计算单元上使用的技巧：

• 从显而易见的开始：尽可能将32位字压缩到16位，重新安排结构以消除填充，减少任何数组中的松弛。如果您有超过八个结构的数组，那么使用位字段将它们压缩得更紧是值得的
• 取消动态内存分配，使用静态池。恒定的内存占用空间更容易优化，而且您将确保没有泄漏
• 严格定义本地分配的范围，这样它们在堆栈上停留的时间就不会超过必须的时间。有些编译器很难识别何时处理完变量，并且会将其留在堆栈上，直到函数返回。对于外部函数中的大型对象来说，这可能是不好的，因为外部函数调用到树的深处时，这些对象会消耗掉它们不需要的持久内存

• alloca（）

  在函数返回之前不会清理，所以堆栈浪费的时间可能比预期的长
• 在编译器中启用函数体和常量合并，这样，如果它看到八个不同的常量具有相同的值，它将只在文本段中放置一个常量，并使用链接器将它们别名
• 优化可执行代码的大小。如果你有一个硬性的实时截止日期，你就知道你的代码需要以多快的速度运行，所以如果你有多余的性能，你可以在速度和大小之间做出权衡，直到你达到那个点。滚动循环，将公共代码拉入函数中，等等。在某些情况下，如果prolog/epilog开销大于函数体，则通过内联一些函数实际上可以获得空间改进

最后一个只是