12、时序分析技术：测量与追踪方法详解

时序分析技术：测量与追踪方法详解

1. 时序测量技术

1.1 测量开销分析

在测量过程中，存在一定的开销。这对应于一个插桩函数的运行时间，也就是开销的一半。通过修改主函数的原始代码，使测量函数之间不执行任何代码，就可以测量这一半的开销。例如，临时注释掉或移除 “result = (unsigned short) sqrt(i);” 这一行代码。此时，端口引脚被设置并立即复位，在这种情况下需要 125 ns，对应于使用 16 MHz 晶体的 ATmega128 处理器的两个时钟周期。在测量时，将这 125 ns 从结果中减去，就可以得到非常准确的测量值。由于函数使用了内联（inline）前缀，编译器不会生成任何函数调用，而是在代码中直接放置一条机器指令，这就是开销如此之低的原因。

1.2 无端口引脚测量

端口引脚或外部测量方法并不总是可用的，而且测量设备的操作繁琐，也不总是能方便地实现自动化。因此，可以使用硬件定时器进行测量。在测量元素开始时存储定时器的值，结束时再次读取，两个值的差值就是以定时器滴答数表示的总运行时间。通过定时器滴答的持续时间（定时器频率的倒数），可以将其转换为秒。

以下是基于软件的运行时间测量的代码实现：
- observation.h ：

#ifndef OBSERVATION_H_
#define OBSERVATION_H_

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>

extern unsigned short s