1.前言

对一个程序来说，内存和负载是两个重点指标。特别是对嵌入式程序来说，本身单片机的主频小，内存少，这就要求 开发工作者必须考虑如何在有限的内存和负载下开展工作。本文主要侧重负载优化。首先介绍负载的概念，其次接收负载优化的理论和思想，最后介绍一些可行的方法。

2.负载优化理论

一个程序执行的时间，我们用cycle表示。cycle就是”循环，圈“的意思，当用cycle表示程序负载时，cycle就是指的时钟周期，就是主频震荡一次的时间。

我们常说”一个程序执行了多少cycle”指的就是这个程序执行了多少时钟周期。

计算机领域有一个经典公式，一个程序的执行时间 = 这个程序的所需的指令数执行一条指令所需要的cycle数1个cycle所需要的时间。

该公式可以分为三部分：
A:一个程序越大，，写的逻辑越复杂，那么执行它需要的需要的指令就越多，即Instructions就越大。
B: 这部分指的是执行一条指令所需的平均cycle数（有的指令执行时间长，有的指令执行时间短，因此这里取平均概念）。
C: 主频的倒数，即时钟周期。

从上述公式就可以看出，要想减少 运行一段程序所需要的CPU执行时间，就可以从三大处着手。

其中，C与硬件相关，软件改动不了。一个更大主频的CPU，价钱也更贵。

对软件层面来说，只能从A和B两方面着手了。

从B的角度看，减少一个指令所需要的时钟周期。可以采用的方法是：指令流水线（指令并行执行，减少一批指令总的时钟周期数，并不是真正意义上减少一条指令所需要的时钟周期）。针对自研核，可以设置一些专有指令，来处理某些运算时，比常规指令更快。另外从指令执行周期角度上，可以进一步分析。

一条指令从内存加载到CPU执行，经历三个步骤。取指，译码和执行。

取值是根据程序计数器PC（存放了将要执行的指令的地址），到内存中取出将要执行的指令（精简指令集比复杂指令集好处就在于指令定长，取指的时候方便快捷；另外，结构体对齐，其中一个目的也是为了取数方便，虽然牺牲了一点空间）。不管是从内存中取值，还是取数据（在冯诺依曼机中，执行和数据都在内存中存储，是靠不同的指令周期来区分从内存中取到的是指令还是数据的。取值周期取到的是指令，执行周期取到的是数据）

这个过程中的优化，很多工作是在cache中完成的。因此，要金少B的时间，就要考虑更好地利用cache.如，1.增加cache，成本也增大了。2.提高cache命中率，这非常关键。

从A的角度看，就要提升程序员的自我修养，用更简洁的程序来写出更高效的代码。这里体现了我们讲数据结构和算法的重要性。

3.一些负载优化方法

后续更新~