将c++应用于单片机的体会

四香油饼 · 发表于 18-3-2010 13:25:09

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因为俺的工作是单片机，最近又学习了c++，所以最近尝试将c++应用于单片机开发。

基本思想是将单片机上各硬件资源都抽象为class，比如将i/o口抽象成一个base class，然后具体单片机上的每个实际的i/o口，就继承自这个base class。一些通用功能，比如键盘矩阵扫描，就可以通过polymorphism机制，适用于各个i/o口。

经过尝试，想法是可行的，但是现在的问题是代码效率问题。比如目的是向i/o口写入一个值，在汇编中只需要1条语句，但如果要实现polymorphism特性，相应的over head使得这个操作的代码量变成了10条语句左右。

我做了一个小程序，读写i/o口，直接操作i/o口的话，大概只需要50字节的代码量，但如果使用多态性（polymorphism是叫多态性吧？），一下就变成了600多字节。

lowend的单片机的rom空间基本在1-4k，似乎这种开销有点吃不消，不过，对于高端的单片机，rom在几十k的，我想c++所带来的好处就超过了这些负面因素了。

ubuntuhk · 发表于 18-3-2010 13:45:51

单片机的很多操作实时性要求很高，我也担心C++的效率影响实时性，而且移植到不同的单片机上，也是一个问题。

但是用过高级语言之后，确实不想写汇编，除非是万不得已（需要高效运算的时候）。

我认为c是c++和asm之间的一个balance，更适合在单片机上开发所用。

dark008 · 发表于 19-3-2010 01:11:11

4k左右的单片机初始化一下就差不多没空间了吧？

我觉得在大点的系统里面，单片机可以用来传送数据给PC+做简单的逻辑控制，之后的信号处理和核心控制全部由PC完成，这样单片机上用C，PC上用Java，就是很完美的结合了

四香油饼 · 发表于 19-3-2010 11:09:39

跟编译器的质量有很大关系，昨天另外用一个好点的编译器重新编译了一下后，就只有300多字节了。

其实这300多字节，基本是一次性的开销，我将在这个project中坚持使用c++，看看到底能不能完成任务。我选用的单片机型号的ROM容量是2K。

c++编程的好处不言而喻，而且现在高端的单片机和低端的arm界限已经比较模糊，ROM容量在几十K到几百K之间，c++绝对大有用武之地。

Bill_Fish · 发表于 19-3-2010 12:15:37

用C吧，C++编译出来的东西肯定大，C有时候基本和ASM没多少区别，我们设备容量比拟大多了，也不用C++，可能在高端一些的智能系统才要用，尤其是驱动程序，别费心思搞C++，本来也不需要把简单的事情复杂化，用C写完接口，给应用层的C++程序调用就好了。

四香油饼 · 发表于 19-3-2010 13:00:41

我还是坚持我的看法，c++之所以大，是因为带来了额外的好处。在对容量要求不是很严格的地方，我觉得还是值得的。

kukri · 发表于 19-3-2010 14:30:29

其实c也可以写出很好的面向对象的程序，就是难些，所以出来了c++.
好的编译器可以把c代码编的比汇编还要小。前提是汇编技巧不足。
C makes it easy to shoot yourself in the foot; C++ makes it harder, but when you do, it blows away your whole leg. --Bjarne Stroustrup

[ 本帖最后由 kukri 于 19-3-2010 14:37 编辑 ]

蒙面超人 · 发表于 19-3-2010 23:35:11

油饼哥能介绍我进你们公司吗？我就在一个芯片公司写c++芯片开发工具

我们一般还是用汇编写硬件接口的宏指令，c++通过编译器调用这些宏指令。c++好像也能直接编译成汇编的，但是需要手动去精简

四香油饼 · 发表于 20-3-2010 11:19:32

原帖由 蒙面超人 于 19-3-2010 23:35 发表

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油饼哥能介绍我进你们公司吗？我就在一个芯片公司写c++芯片开发工具
我们一般还是用汇编写硬件接口的宏指令，c++通过编译器调用这些宏指令。c++好像也能直接编译成汇编的，但是需要手动去精简

真的呀，那我还想去你们公司呢

你再什么公司阿？

horseman98 · 发表于 20-3-2010 12:34:36

据我所知有些SOC(System On Chip)的COS(Chip Operation System)代码目前还用汇编写，开发工作量十分大。但是代码效率很高，占用系统程序区存储空间小。
SOC专用芯片中存储器的面积大概是整个芯片面积的三分之二左右，所以节省了存储器面积即可以有效的减少芯片面积，芯片的面积减少就是减少芯片的制造成本。
还有些专门的工作人员专门负责把C/C++代码人工翻译成汇编代码以增加代码效率，这也是十分繁琐的工作。
所以对于存储空间比较敏感的项目，用汇编或者C还是主流

[ 本帖最后由 horseman98 于 20-3-2010 12:44 编辑 ]

michaelchin · 发表于 20-3-2010 15:26:56

这要看到底要干什么了
我一般不用汇编写GUI
也不要用c++写驱动了

zgy · 发表于 20-3-2010 17:32:56

这么多单片机高手啊！
幸会！！

搞单片机开发，我还是喜欢汇编。因为我的项目多是控制温度，压力，速度，位移等，没有像手机一样的人机界面。而且我已经积累了很多可用程序模块，也没感觉开发进度慢。51,98，PIC,AVR,MSP430，ARM等汇编学好一个后再学第二个就很容易。

虽然说C语言的容易移植，但也确实存在编译效率问题。有些我用汇编很容易实现的功能，当我用C来实现时确发现很困难。所以，较好的方法是用C调用汇编。

cjpking · 发表于 20-3-2010 20:49:40

我开发单片机十几年了, 从来只用C和ASM语言, 个人觉得C++效率太低了.

换一个角度来看, LZ你自己觉得什么时候会碰到不同平台的代码移植呢?

即使真的要代码移植,一个良好架构的C代码也很容易啊.

妞爸 · 发表于 26-3-2010 12:19:58

看来单片机同行也有不少啊。
俺主要在PIC、AVR、430、STM32、小AMR7上做东西，主要就是C，除了极其个别的模块用汇编写（对时间有要求的），然后用C调用汇编。
自从俺8年前在AVR上搭出了个草台子，这么多年来，公司的产品有一半都是修修改改做出来的，模块也是积累的越来越多，很多产品的程序都是搬一些底层的程序过来，再找一个功能类似的主程序，把界面部分改改就完成了。

someonehappy · 发表于 26-3-2010 12:39:23

所以说要在适当的场合用适当的工具做适当的事情。
除非自己学着玩，不用考虑那么多。

woodheadz · 发表于 26-3-2010 13:24:25

用.net的无视程序存储空间男飘过

四香油饼 · 发表于 26-7-2010 15:23:02

报告大家一个好消息，我将c++应用于单片机取得成功！

在最新的一个项目中，两个独立的MCU均采用纯C++编程，已经开发完成。两个MCU均为MSP430系列，最后的程序大小，一个约1.3k, 一个约2k。最后程序虽不大，但基本上使用到了芯片上的所有资源: 计时器，外部中断，a/d，pwm，SPI, UART, selfprogramming 等等。实践证明使用c++的效率一点也不比c差。

通过这次实践，也基本上从无到有，摸索出了将c++应用在单片机编程的方法。网上还很少见将c++应用于单片机编程的文章，俺是不是一不小心又走在了时代的前面啊

，大言不惭一下。

应用到的c++特性包括继承和虚函数，但模板没有用，因为embedded c++不支持模板，还有标准库函数也没用到，俺的理解，在单片机应用中，库函数基本不太适合，因为空间太有限了，而且单片机所要处理的任务也相对简单。

GPS · 发表于 26-7-2010 17:56:05

祝贺四香油饼。
能不能把平台，开发工具等等，详细介绍一下阿，学习学习。

四香油饼 · 发表于 26-7-2010 17:59:00

原帖由 GPS 于 26-7-2010 16:56 发表

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祝贺四香油饼。
能不能把平台，开发工具等等，详细介绍一下阿，学习学习。

开发平台是IAR WORKBENCH FOR MSP430, 再有就是TI的仿真器,没别的了.

janova · 发表于 28-7-2010 13:35:45

油饼哥现在在澳洲还是国内啊？你是自己做实验还是公司的项目？

四香油饼 · 发表于 28-7-2010 13:55:57

原帖由 janova 于 28-7-2010 12:35 发表

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油饼哥现在在澳洲还是国内啊？你是自己做实验还是公司的项目？

在澳洲。是俺的私活

janova · 发表于 28-7-2010 15:01:47

澳洲嵌入式/单片机类的工作很难找吧？能不能大概介绍一下情况和就业前景，因为小弟目前也是从事该行业，但正犹豫要不要往上层软件（c++甚至java）转一转，还是说继续深化这方面的经验比较好？多谢啦！

[ 本帖最后由 janova 于 28-7-2010 14:09 编辑 ]

trisun · 发表于 28-7-2010 15:23:45

原帖由 四香油饼 于 28-7-2010 12:55 发表

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在澳洲。是俺的私活

在这儿还能找到这种私活

，做板子怎么办呢？
我在国内找人做板子,也是单片机，在做一个GPS跟踪器，然后带过来。

四香油饼 · 发表于 29-7-2010 10:51:32

原帖由 janova 于 28-7-2010 14:01 发表

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澳洲嵌入式/单片机类的工作很难找吧？能不能大概介绍一下情况和就业前景，因为小弟目前也是从事该行业，但正犹豫要不要往上层软件（c++甚至java）转一转，还是说继续深化这方面的经验比较好？多谢啦！

说实在的不是特清楚。因为我没跳过槽。不过我认识一个哥们做嵌入式linux的，先找了个ad的工作，后来又找回悉尼去了，似乎还挺好找的。

四香油饼 · 发表于 29-7-2010 10:52:36

原帖由 trisun 于 28-7-2010 14:23 发表

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在这儿还能找到这种私活，做板子怎么办呢？
我在国内找人做板子,也是单片机，在做一个GPS跟踪器，然后带过来。

反正我们公司的电路板都是在中国做的

wishpolo · 发表于 29-7-2010 13:03:48

做电路板也容易，价格也不贵，也可以直接找国内的厂家做完，发货过来

四香油饼 · 发表于 29-7-2010 13:37:44

原帖由 wishpolo 于 29-7-2010 12:03 发表

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做电路板也容易，价格也不贵，也可以直接找国内的厂家做完，发货过来

能提供点更详细的信息不？

wishpolo · 发表于 29-7-2010 14:28:21

国内的你可以看看www.fast-pcb.com 找他们做过一次，还不错，数量多少都给做

澳洲本土的
Entech ( www.entechelectronics.com.au)，在SA，Entech做过一次，双面板$275+GST
还有www.pcbco.com.au，在VIC

wishpolo · 发表于 29-7-2010 15:40:57

程序大小不是问题，可以外置存储器来扩展。
问题在编译器上，编译出来的硬件操作代码会比较复杂，导致硬件操作时间过长，很多器件的操作有严格的时间限制，这样的情况下还是要嵌入汇编程序。

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