volatile关键字的认识和理解

        volatile关键字主要用来修饰一个变量,主要是告诉编译器这个变量不要去优化。

        编译器的优化,在大多数情况下,可以极大的提升程序执行的效率,比如当读取一个变量时,为了提高读取速度,编译器进行优化时有时会先把变量读取到一个寄存器中,以后,再读取变量值时,就直接从寄存器中读取。但是某些特殊情况下,变量的值会被意外的改变,而往往这些情况是编译器意料不到的,所以,就会取到脏数据。还有些时候,编译器在没有意识到这些特殊情况下,对代码进行了优化,那么就会造成优化错误,带来很多难以发现的问题。

        比如:

int a=10,b,c;
b=a;
c=b;

//编译器优化后
int a=10,b,c;
c=b=a;

       volatile的意思是不稳定的,易变的,更直接的说是“直接存取原始内存地址”。使用volatile关键字修饰一个变量,就代表这个变量是易变的,它有可能出现编译器意料的不到的特殊情况发生,也就是说它的值可以被代码之外的东西所改变。这些特殊情况包括,比如,在中断处理函数中更改了这个非自动变量的值;在多线程中,别的线程更改了某个共享变量的值;硬件自动改变了这个变量的值,像寄存器中某些变量,硬件上对某些位进行了设置,值就会发生改变。

       使用volatile关键字就是告诉编译器,这个值可能会被特殊情况改变,所以不要对他相关代码进行优化,并且每次读取这个变量时系统总是重新从它所在的内存读取数据,即使它前面的指令刚刚从该处读取过数据。

     volatile使用时,应注意正确区分,因为频繁地使用volatile很可能会增加代码尺寸和降低性能。

 

参考文章:https://blog.youkuaiyun.com/tigerjibo/article/details/7427366

https://mp.weixin.qq.com/s/i9BLvBAv_Rd182EhUw7tVw

内容概要:本文详细介绍了基于FPGA的144输出通道可切换电压源系统的设计与实现,涵盖系统总体架构、FPGA硬件设计、上位机软件设计以及系统集成方案。系统由上位机控制软件(PC端)、FPGA控制核心高压输出模块(144通道)三部分组成。FPGA硬件设计部分详细描述了Verilog代码实现,包括PWM生成模块、UART通信模块温度监控模块。硬件设计说明中提及了FPGA选型、PWM生成方式、通信接口、高压输出模块保护电路的设计要点。上位机软件采用Python编写,实现了设备连接、命令发送、序列控制等功能,并提供了一个图形用户界面(GUI)用于方便的操作配置。 适合人群:具备一定硬件设计编程基础的电子工程师、FPGA开发者及科研人员。 使用场景及目标:①适用于需要精确控制多通道电压输出的实验环境或工业应用场景;②帮助用户理解掌握FPGA在复杂控制系统中的应用,包括PWM控制、UART通信及多通道信号处理;③为研究人员提供一个可扩展的平台,用于测试验证不同的电压源控制算法策略。 阅读建议:由于涉及硬件软件两方面的内容,建议读者先熟悉FPGA基础知识Verilog语言,同具备一定的Python编程经验。在阅读过程中,应结合硬件电路图代码注释,逐步理解系统的各个组成部分及其相互关系。此外,实际动手搭建调试该系统将有助于加深对整个设计的理解
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