Бутылочное горлышко или как измерять скорость выполнения критических участков кода

Как много времени затрачивает процессор на выполнение моего кода ?
Вопрос возник, когда программа разрослась и некоторые исполнительные устройства моего девайса начали тормозить. Очевидно, пришло время оптимизировать код.

Точно узнать можно следующим образом (далее речь пойдет об Arduino Mega):

В начале main() разрешить таймер Timer/Counter 1

Код (Text):

TCCR1B = 0x00;
TCNT1 = 0x00;
TCCR1B = 0x01;

Перед интересующим (критическим) куском кода поставить следующие строки:

Код (Text):

cli();
TCNT1=0;

А после интересующего куска кода следующие:

Код (Text):

uint32_t tc=TCNT1;
sei();

Затем вывести значение tc:

Код (Text):

Serial.println(tс);

Это будет число тактов, в течение которых выполнялся критический участок кода, заключенный между cli() и sei().
Если cli() и sei() не указать, то число тактов ts будет выше, поскольку в промежутках между TCNT1=0; и uint32_ttc=TCNT1; вполне могли выполняться прерывания.

Поскольку таймер 16-битный, то оценивать скорость можно для сравнительно небольших кусков кода. Учитывайте это 65535 циклов = 4,1 миллисекунды на Atmega 2560 с тактовой частотой 16 МГц.

Еще один простой способ:
Написать PORTB |= _BV(7); перед критическим участком и PORTB &= ~(_BV(7)); после него.
Подключить осцилограф к ноге Digital pin 13 и смотреть на экране сколько времени проходит между фронтами.

Последний способ очень эффективен при отладке обработчиков прерываний.

Надеюсь, кому-нибудь был я полезен

 

ага, только не надо закрывать в cli() .. sei() кусок кода, в том числе библиотечного, где используются прерывания нехорошо выйдет

 

Верно, об этом я не упомянул.
Если в куске кода используются линейные вычисления, то использование cli/sei даст результат с точностью до 1 такта. Если есть подозрения, что вызовы из критического (оцениваемого) фрагмента кода могут затрагивать обработчики прерываний, то лучше cli/sei убрать. Погрешность будет не высокой, поскольку, как правило, обработчики прерывания крайне компактны.