50、嵌入式系统开发的资源管理与编程优化

嵌入式系统开发的资源管理与编程优化

在嵌入式系统开发过程中，资源管理和编程优化是至关重要的环节。合理利用硬件资源、避免使用全局变量以及处理数据并发问题，都直接影响着系统的性能、成本和稳定性。接下来，将详细探讨这些关键要点。

1. 资源利用率与成本权衡

在嵌入式系统中，资源利用率的高低对软件成本有着显著影响。当系统资源使用率超过 75% - 85%时，软件成本会急剧上升。这是因为在资源接近满载的情况下，需要投入更多的精力进行优化，优化后的代码更容易出现缺陷，调试和修正这些代码也会消耗更多的时间和精力。此外，系统中用于开发辅助的空间也会减少，例如没有足够的空间添加用于调试的额外代码。

以下是资源接近满载时可能导致软件成本增加的原因：
- 优化成本 ：需要花费额外的精力进行优化。
- 缺陷修正 ：优化后的代码中会出现更多需要修复的缺陷。
- 调试成本 ：为每个发现的缺陷调试和修正优化后的代码需要额外的精力。
- 开发辅助受限 ：系统中用于开发辅助的空间减少。
- 代码重写成本 ：由于代码复杂度高而过早耗尽，需要丢弃软件并从头创建新产品的额外成本。

为了说明硬件/软件成本权衡的问题，我们以一个中档微控制器为例。假设该微控制器有两种尺寸，分别具有不同的成本：
| 控制器尺寸 | 闪存内存 | 单个成本 |
| — | — | — |
| 小型控制器 | 128 KB | $9.13 |
| 大型