GD32长数组平均数算法优化，平均数计算耗时对比

akes

做好功能但没有人能分享，憋得慌就来写一下文章，也期待能有更好的方法出现。

项目需要1Khz的ADC采集，希望滤波做好，用的ADC+DMA采集控制采样频率在约1Mhz采集到1Kb的数组里，每一毫秒进行一次平均数计算，且不关注这个采集要求其他功能如何分时，只看这个算法耗时，通常来说程序是这样的

unsigned short adc_arr[1024];

unsigned short ave_cal()

{

        unsigned short* p = adc_arr;

        unsigned short* end = adc_arr + 1024;

        uint32_t total_num = 0;

        uint32_t total_num2 = 0;

        p = adc_arr;

        while(p != end){

                total_num+=*p;

                p++;

        }

        total_num>>=10;//右移1等效于除2，右移10等效于除1024

        return total_num;

}

这个函数在GD32F103的108MHz工作频率下运行耗时134us

每次循环就加一个数，看起来循环太多次了，一次循环多几个数如何？下面这个是我找到的最合适单次循环相加数，单次计算时间来到了72us

unsigned short adc_arr[1024];

unsigned short ave_cal()

{

        unsigned short* p = adc_arr;

        unsigned short* end = adc_arr + 1024;

        uint32_t total_num = 0;

        while(p != end){

                total_num+=(*p+*(p+1)+*(p+2)+*(p+3)+*(p+4)+*(p+5)+*(p+6)+*(p+7));

                total_num+=(*(p+8)+*(p+9)+*(p+10)+*(p+11)+*(p+12)+*(p+13)+*(p+14)+*(p+15));

                p+=16;

        }

        total_num>>=10;//右移1等效于除2，右移10等效于除1024

        return total_num;

}

后来我想到ADC值是12位的，最大4095，用的16bit的数组存储，最大65535，而GD32的cpu是32位的，有没有什么把这些资源全都利用上？

确实有，可以用一个32bit的指针操作数组，每次相加实际上是运行两次16bit的加法，拆分的话，因为这里数据是12bit的，如果每次都是4095那么最多能加到16次，第17次就会溢出，所以第16次做拆分最合适

unsigned short adc_arr[1024];

unsigned short ave_cal()

{

        unsigned int* u32p = (void*)adc_arr;

        unsigned int* u32end = (void*)(adc_arr + 1024);

        uint32_t total_num = 0;

        uint32_t total_num2 = 0;

        while(u32p != u32end){

                //把两个u16当成一个u32相加16次后做分离，计算时间为34us

                total_num2+=(*(u32p)+*(u32p+1)+*(u32p+2)+*(u32p+3));//单次相加四个数字速度最快

                total_num2+=(*(u32p+4)+*(u32p+5)+*(u32p+6)+*(u32p+7));

                total_num2+=(*(u32p+8)+*(u32p+9)+*(u32p+10)+*(u32p+11));

                total_num2+=(*(u32p+12)+*(u32p+13)+*(u32p+14)+*(u32p+15));

                total_num += ((total_num2&0xffff)+(total_num2>>16));

                total_num2 = 0;

                u32p+=16;

        }

        total_num>>=10;//右移1等效于除2，右移10等效于除1024

        return total_num;

}

运行耗时缩小到了34us ，得意

以前我那IMX6ull做 SPI framebuffer驱动的时候就出现了64位循环拷贝数组比32位拷贝数组快得多的事，于是就有了这个想法

LcwSwust

不错不错，有《让你的软件飞起来》的风格。

三叶草

循环拆分法

阿侑kevin

学习了