Ускоряем работу Arduino

[Bulatovor]

Собрал в кучу оригинал и для 32u4 и 2560. ДЛя последних двух все так же работает только управление пинами и оба delay. Хочу извиниться за поспешность выводов что с Duo все просто и так же - архитектура совершенно другая и управлять пинами нужно по другому -потихоньку разбираюсь

ЗЫ. Ну и блинк как к всякой приличной библиотеке

[Admin]

Для Atmega328 либа взята из шапки?

[Bulatovor]

да, сегодня скачанная
Вот вопрос. почему при компилировании для 328 размер скетча Blink 598 байт, для 2560 - 628, а для Leonardo сразу 4,2к, я так понимаю из-за плохих библиотек к леонарду в самой среде arduino -у меня версия 1.0.5 r2

[Admin]

Леонардо компилирует код вместе с загрузчиком, поддержка USB неявно подключается к каждому компилируемому под Leonardo скетчу, для поддержания возможности программного сброса через USB.

[Bulatovor]

Понятно, т.е. если с местом начнутся проблемы, путем небольших махинаций сию поддержку можно отключить. Из прочитанного приятно то, что у людей обычный блинк занимает за 5к, а с библиотекой CyberLib - уже почти на 800 байт меньше

[Admin]

Спасибо за проделанную работу!!!
Залил библиотеку в шапку темы

[Bulatovor]

Пожалуйста. Но два спасибо в шапке темы уже пожалуй излишне - все равно основная причина -это собственная нужда.
Так вот едем дальше - столкнулся с такой проблемой, что одна уникальная и нужная мне библиотека использует другую библиотеку быстрого управления пинами digitalWriteFast.h/ Однако последняя поддерживает только 328 и 2560 процессоры - Леонардо не поддерживает. Я быстренько допилил её под Леонардо - поюзал и потерял . В принципе снова допилить недолго, но мы не ищем простых путей -зачем мне две! Засада в том, что номера портов и состояние переменные. Попробовал в CyberLib решить вопрос в лоб для начала с переменными номерами портов

PHP код:

void D_High(uint16_t Pin)
{switch (Pin) {
case 0:PORTD |=B00000100; break;
case 1:PORTD |=B00001000; break;
case 2:PORTD |=B00000010; break;
case 3:PORTD |=B00000001; break;
case 4:PORTD |=B00010000; break;
case 5:PORTC |=B01000000; break;
case 6:PORTD |=B10000000; break;
case 7:PORTE |=B01000000; break;
case 8:PORTB |=B00010000; break;
case 9:PORTB |=B00100000; break;
case 10:PORTB |=B01000000; break;
case 11:PORTB |=B10000000; break;
case 12:PORTD |=B01000000; break;
case 13:PORTC |=B10000000; break;
case 14:PORTF |=B10000000; break;
case 15:PORTF |=B01000000; break;
case 16:PORTF |=B00100000; break;
case 17:PORTF |=B00010000; break;
case 18:PORTF |=B00000010; break;
case 19:PORTF |=B00000001; break;}
};


void D_Low(uint16_t Pin)
{switch (Pin) 
{
case 0:PORTD &=B11111011; break;
case 1:PORTD &=B11110111; break;
case 2:PORTD &=B11111101; break;
case 3:PORTD &=B11111110; break;
case 4:PORTD &=B11101111; break;
case 5:PORTC &=B10111111; break;
case 6:PORTD &=B01111111; break;
case 7:PORTE &=B10111111; break;
case 8:PORTB &=B11101111; break;
case 9:PORTB &=B11011111; break;
case 11:PORTB &=B01111111; break;
case 12:PORTD &=B10111111; break;
case 13:PORTC &=B01111111; break;
case 14:PORTF &=B01111111; break;
case 15:PORTF &=B10111111; break;
case 16:PORTF &=B11011111; break;
case 17:PORTF &=B11101111; break;
case 18:PORTF &=B11111101; break;
case 19:PORTF &=B11111110; break;}
}; 


Тест разочаровал-

Тест проведенный на следующем скетче разочаровал

PHP код:

#include "CyberLib.h"
uint16_t Pin=13;
uint16_t Time;

void setup()
{ Serial.begin(57600);
D13_Out; //Настраиваем пин D13 на выход
}
     
-    void loop()
{ Serial.println("Hello "); Time=millis();

for (int i=0; i <= 10000; i++)
{
// 1Стандартная Arduino 127-128 миллисекунд
// digitalWrite(13, HIGH);
// digitalWrite(13, LOW);

// // 2 Через инвентирование 8-9 миллисекунд
// D13_Inv;
// D13_Inv;
// 
// // 3 Через включение выключение портов 7-8 миллисекунд
// D13_High;
// D13_Low;
// 
// // 4порт задан переменной 43-44 миллисекунд
D_High(Pin);
D_Low(Pin);
}
Serial.print("Time: "); Serial.println((millis()-Time),DEC);

} 


как видно при использовании старых функции скорость выросла по сравнению с родной Arduino почти в 20 раз, то в моем варианте только в три - маловато будет. Какие еще варианты кода мона попробовать?при использовании старых функции скорость выросла по сравнению с родной Arduino почти в 20 раз, то в моем варианте только в три - маловато будет. Какие еще варианты кода мона попробовать?
Вот это для меня пока сложновато - надо конкретненее пример куда впихать

Сообщение от ys1797

Чтобы использовать Конструкцию вида:
D_in(<предопределенный номер пина>)

А не менять все, например, D2_Read, на D3_Read, если пин поменялся
Можно задействовать препроцессор:

#define _D_In(x) D##x##_In
#define D_In(x) _D_In(x)

#define _D_Out(x) D##x##_Out
#define D_Out(x) _D_Out(x)

#define _D_High(x) D##x##_High
#define D_High(x) _D_High(x)

#define _D_Low(x) D##x##_Low
#define D_Low(x) _D_Low(x)

#define _D_Inv(x) D##x##_Inv
#define D_Inv(x) _D_Inv(x)

#define _D_Read(x) D##x##_Read
#define D_Read(x) _D_Read(x)

[Admin]

Если использовать например D_High(2); то будет быстрее, а D_High(19); будет самым медленно выполняемым, так как в цикле он последний
Можно попробовать замутить решение на ассемблере
Производить переходы по номеру пина умноженному на смещение плюс базовый адрес

[Bulatovor]

Сообщение от Admin

Если использовать например D_High(2); то будет быстрее, а D_High(19); будет самым медленно выполняемым, так как в цикле он последний

Эксперименты показывают что это не совсем верно. Нужна помощь в анализе результатов теста. Итак -в качестве исходного родной язык Ардуино. Потом на библиотеке digitalWriteFast.h с явным указанием пина и с переменной в качестве номера пина. К CyberLib написал 4 функции переключения с переменной в качестве пина и с переменными на пин и значение, причем в двух вариантах

PHP код:

//**************Прямое управление с переменной порта**********************
void D_High(uint16_t Pin)
{
(((Pin) == 0 ) ?  PORTD|=B00000100 : \
(((Pin) == 1 ) ?  PORTD|=B00001000 : \
(((Pin) == 2 ) ?  PORTD|=B00000010 : \
(((Pin) == 3 ) ?  PORTD|=B00000001 : \
(((Pin) == 4 ) ?  PORTD|=B00010000 : \
(((Pin) == 5 ) ?  PORTC|=B01000000 : \
(((Pin) == 6 ) ?  PORTD|=B10000000 : \
(((Pin) == 7 ) ?  PORTE|=B01000000 : \
(((Pin) == 8 ) ?  PORTB|=B00010000 : \
(((Pin) == 9 ) ?  PORTB|=B00100000 : \
(((Pin) == 10 ) ? PORTB|=B01000000 : \
(((Pin) == 11 ) ? PORTB|=B10000000 : \
(((Pin) == 12 ) ? PORTD|=B01000000 : \
(((Pin) == 13 ) ? PORTC|=B10000000 : \
(((Pin) == 14 ) ? PORTF|=B10000000 : \
(((Pin) == 15 ) ? PORTF|=B01000000 : \
(((Pin) == 16 ) ? PORTF|=B00100000 : \
(((Pin) == 17 ) ? PORTF|=B00010000 : \
(((Pin) == 18 ) ? PORTF|=B00000010 : PORTF |=B00000001)))))))))))))))))));
}

void D_Low(uint16_t Pin)
{
(((Pin) == 0 ) ? PORTD&=B11111011 : \
(((Pin) == 1 ) ? PORTD&=B11110111 : \
(((Pin) == 2 ) ? PORTD&=B11111101 : \
(((Pin) == 3 ) ? PORTD&=B11111110 : \
(((Pin) == 4 ) ? PORTD&=B11101111 : \
(((Pin) == 5 ) ? PORTC&=B10111111 : \
(((Pin) == 6 ) ? PORTD&=B01111111 : \
(((Pin) == 7 ) ? PORTE&=B10111111 : \
(((Pin) == 8 ) ? PORTB&=B11101111 : \
(((Pin) == 9 ) ? PORTB&=B11011111 : \
(((Pin) == 10 ) ? PORTB&=B10111111 : \
(((Pin) == 11 ) ? PORTB&=B01111111 : \
(((Pin) == 12 ) ? PORTD&=B10111111 : \
(((Pin) == 13 ) ? PORTC&=B01111111 : \
(((Pin) == 14 ) ? PORTF&=B01111111 : \
(((Pin) == 15 ) ? PORTF&=B10111111 : \
(((Pin) == 16 ) ? PORTF&=B11011111 : \
(((Pin) == 17 ) ? PORTF&=B11101111 : \
(((Pin) == 18 ) ? PORTF&=B11111101 : PORTF&=B11111110)))))))))))))))))));
}

void D_High2(uint16_t Pin)
{switch (Pin) {
case 0:PORTD |=B00000100; break;
case 1:PORTD |=B00001000; break;
case 2:PORTD |=B00000010; break;
case 3:PORTD |=B00000001; break;
case 4:PORTD |=B00010000; break;
case 5:PORTC |=B01000000; break;
case 6:PORTD |=B10000000; break;
case 7:PORTE |=B01000000; break;
case 8:PORTB |=B00010000; break;
case 9:PORTB |=B00100000; break;
case 10:PORTB |=B01000000; break;
case 11:PORTB |=B10000000; break;
case 12:PORTD |=B01000000; break;
case 13:PORTC |=B10000000; break;
case 14:PORTF |=B10000000; break;
case 15:PORTF |=B01000000; break;
case 16:PORTF |=B00100000; break;
case 17:PORTF |=B00010000; break;
case 18:PORTF |=B00000010; break;
case 19:PORTF |=B00000001; break;}
};


void D_Low2(uint16_t Pin)
{switch (Pin) 
{
case 0:PORTD &=B11111011; break;
case 1:PORTD &=B11110111; break;
case 2:PORTD &=B11111101; break;
case 3:PORTD &=B11111110; break;
case 4:PORTD &=B11101111; break;
case 5:PORTC &=B10111111; break;
case 6:PORTD &=B01111111; break;
case 7:PORTE &=B10111111; break;
case 8:PORTB &=B11101111; break;
case 9:PORTB &=B11011111; break;
case 11:PORTB &=B01111111; break;
case 12:PORTD &=B10111111; break;
case 13:PORTC &=B01111111; break;
case 14:PORTF &=B01111111; break;
case 15:PORTF &=B10111111; break;
case 16:PORTF &=B11011111; break;
case 17:PORTF &=B11101111; break;
case 18:PORTF &=B11111101; break;
case 19:PORTF &=B11111110; break;}
};  

void D_Pin2(uint16_t Pin, uint16_t Status)
{if(Status==0){D_Low2(Pin);} else {D_High2(Pin);};
};

void D_Pin(uint16_t Pin, uint16_t Status)
{if(Status==0){D_Low(Pin);} else {D_High(Pin);};
}; 


написал вот такой скетч для проверки скорости

PHP код:

#include <digitalIOPerformance.h>
#include "CyberLib.h"

uint16_t led=19;
unsigned long Time;
uint16_t Sig1=0;
uint16_t Sig2=1;

void setup()
{ 
  Serial.begin(57600);
  pinMode(led, OUTPUT); //Настраиваем пин  на выход
}

void loop()
{ 
  delay(10000);
  Serial.print("*********Port Nomer - "); Serial.println(led,DEC); 

  Time=millis();
  for (long i=0; i <= 1000000; i++)
  {digitalWrite(led, HIGH); digitalWrite(led, LOW);};
  Serial.print("1 Standart arduino -  "); 
  Serial.println((millis()-Time),DEC);
  
  Time=millis();
  for (long i=0; i <= 1000000; i++)
  {digitalWriteFast(19, 1); digitalWriteFast(19, 0);};
  Serial.print("2 digitalIOPerformance port constanta  -  "); 
  Serial.println((millis()-Time),DEC);
  
  Time=millis();
  for (long i=0; i <= 1000000; i++)
  {digitalWriteFast(led, 1); digitalWriteFast(led, 0);};
  Serial.print("3 digitalIOPerformance port peremennaya  -  "); 
  Serial.println((millis()-Time),DEC);
  
  Time=millis();
  for (long i=0; i <= 1000000; i++)
  {D19_Inv; D19_Inv;};
  Serial.print("4 CyberLib from Dx_Inv -  "); 
  Serial.println((millis()-Time),DEC);
  
  Time=millis();
  for (long i=0; i <= 1000000; i++)
  {D19_High; D19_Low;};
  Serial.print("5 CyberLib from Dx_High and Low -  "); 
  Serial.println((millis()-Time),DEC);
  
  Time=millis();
  for (long i=0; i <= 1000000; i++)
  {D_High(led); D_Low(led);};
  Serial.print("6 CyberLib port peremennaya variant 1  -  "); 
  Serial.println((millis()-Time),DEC);
  
  Time=millis();
  for (long i=0; i <= 1000000; i++)
  {D_High2(led); D_Low2(led);};
  Serial.print("7 CyberLib port peremennaya variant 2  -  "); 
  Serial.println((millis()-Time),DEC);
  
  Time=millis();
  for (long i=0; i <= 1000000; i++)
  {D_Pin(led, Sig1); D_Pin(led, Sig2);};
  Serial.print("8 CyberLib port i znachenie peremennaya variant 1  -  "); 
  Serial.println((millis()-Time),DEC);
  
  Time=millis();
  for (long i=0; i <= 1000000; i++)
  {D_Pin2(led, Sig1); D_Pin2(led, Sig2);};
  Serial.print("8 CyberLib port i znachenie peremennaya variant 2  -  "); 
  Serial.println((millis()-Time),DEC);
  

} 


Попробовал на разных портах и получил такие результаты

PHP код:

*********Port Nomer - 0
1 Standart arduino -  10449
2 digitalIOPerformance port constanta  -  1077
3 digitalIOPerformance port peremennaya  -  10450
4 CyberLib from Dx_Inv -  1204
5 CyberLib from Dx_High and Low -  1077
6 CyberLib port peremennaya variant 1  -  3104
7 CyberLib port peremennaya variant 2  -  4876
8 CyberLib port i znachenie peremennaya variant 1  -  4941
8 CyberLib port i znachenie peremennaya variant 2  -  6713 
*********Port Nomer - 9
1 Standart arduino -  13868
2 digitalIOPerformance port constanta  -  1077
3 digitalIOPerformance port peremennaya  -  13868
4 CyberLib from Dx_Inv -  1205
5 CyberLib from Dx_High and Low -  1077
6 CyberLib port peremennaya variant 1  -  7662
7 CyberLib port peremennaya variant 2  -  4877
8 CyberLib port i znachenie peremennaya variant 1  -  9499
8 CyberLib port i znachenie peremennaya variant 2  -  6714 
*********Port Nomer - 19
1 Standart arduino -  10448
2 digitalIOPerformance port constanta  -  1078
3 digitalIOPerformance port peremennaya  -  10448
4 CyberLib from Dx_Inv -  1205
5 CyberLib from Dx_High and Low -  1077
6 CyberLib port peremennaya variant 1  -  12349
7 CyberLib port peremennaya variant 2  -  4877
8 CyberLib port i znachenie peremennaya variant 1  -  14185
8 CyberLib port i znachenie peremennaya variant 2  -  6712 


[Bulatovor]

Итак, что у нас получилось:
digitalIOPerformance при явном указании пина работает точно с такой же скоростью как CyberLib, а при указании пина переменной падает до скорости Ардуины, т.е. меняем шило на мыло, а нужного результата не добились. почему в CiberLib Inv работает чуть-чуть, но медленнее High и Low интересно, но особенно не важно.
Из мною написанного самый лучший вариант это первый -написанный вчера -обозначенный как вариант два, да на первых 3 пинах он чуть чуть проигрывает варианту 1, но он стабилен- на всех портах одинаковая скорость, а у варианта 1 растет и в конце концов становиться медленнее родной ардуино. Так что вот так. На данном этапе получили скорость почти в два раза выше чем arduino, до новых чужих идей остановлюсь на этом.