前言

我们之前进行了 TFT 刷屏测试确认了基本功能。刷屏速度是决定 GUI 显示帧率最根本的一环，只有优化到极致的刷屏速度，才能有基础实现更好效果的 GUI 。本篇就进行刷屏的优化，其实其思想是通用的，对于其他代码也可以参考。

1. 减少 if 条件判断

if 等条件判断会导致分支处理 , 一方面会增加指令 , 尤其是跳转指令一般执行时间比一般指令长，另外也会影响流水线和 cache 。

if(Data&0x80)
  LCD_SDA_SET; //输出数据
else LCD_SDA_CLR;

改为串行操作

#define LCD_SDA_SET_VAL(val) LCD_CTRLB->BSRR=val;LCD_CTRLB->BRR=val^LCD_SDA

2. 使用寄存器变量

频繁操作的局部变量尽量使用寄存器进行缓存，避免反复从内存去加载，寄存器直接操作速度快很多。

register unsigned int data;

3. 空间换时间 8 次 for 循环改为 直接 8 次操作

其实在 memcpy 等处理中也是类似操作 , 比如连续 8 次读写组合一起，再循环。以减少 for 判断次数，也利于内部 cache 流水线处理，有一些 cpu 还有 burst 处理，这也是有利的。

inline void SPI_WriteDataF(unsigned char Data)
{
#if 0
unsigned char i=0;
for(i=8;i>0;i--)
{
if(Data&0x80)
  LCD_SDA_SET; //输出数据
else LCD_SDA_CLR;
   
LCD_SCL_CLR;       
LCD_SCL_SET;
Data<<=1;
}
#else
//LCD_SDA_LOCK;
register unsigned int data = (Data & 0x80) << 0;
LCD_SDA_SET_VAL(data);
LCD_SCL_CLR;       
LCD_SCL_SET;

data = (Data & 0x40) << 1;
LCD_SDA_SET_VAL(data);
LCD_SCL_CLR;       
LCD_SCL_SET;

data = (Data & 0x20) << 2;
LCD_SDA_SET_VAL(data);
LCD_SCL_CLR;       
LCD_SCL_SET;

data = (Data & 0x10) << 3;
LCD_SDA_SET_VAL(data);
LCD_SCL_CLR;       
LCD_SCL_SET;

data = (Data & 0x08) << 4;
LCD_SDA_SET_VAL(data);
LCD_SCL_CLR;       
LCD_SCL_SET;

data = (Data & 0x04) << 5;
LCD_SDA_SET_VAL(data);
LCD_SCL_CLR;       
LCD_SCL_SET;

data = (Data & 0x02) << 6;
LCD_SDA_SET_VAL(data);
LCD_SCL_CLR;       
LCD_SCL_SET;

data = (Data & 0x01) << 7;
LCD_SDA_SET_VAL(data);
LCD_SCL_CLR;       
LCD_SCL_SET;
//LCD_SDA_UNLOCK;
#endif
}

4. 使用内联函数减少函数跳转时间

inline void SPI_WriteDataF(unsigned char Data)

函数跳转需要时间，减少函数调用即可节约时间，尤其频繁调用的函数效果明显，但是可能增加存储空间。

5. 减少 for 循环嵌套 双重 for 嵌套改为一层 for

For 嵌套导致多重循环嵌套判断 , 浪费时间，顺序执行一般是优于分支处理的。

void Lcd_ClearF(unsigned int Color) //刷新全屏           {
unsigned int i,m;
Lcd_SetRegion(0,0,X_MAX_PIXEL-1,Y_MAX_PIXEL-1);
Lcd_WriteIndex(0x2C);
for(i=0;i
{
 LCD_CS_CLR;
 LCD_RS_SET;
 SPI_WriteDataF(Color>>8); //写入高8位数据
 SPI_WriteDataF(Color); //写入低8位数据
 LCD_CS_SET;
 }
}

6. 减少函数调用层级

函数调用影响流水线，并且需要额外的上下文处理时间

Lcd_ClearF 中直接调用 SPI_WriteDataF 不再调用函数 LCD_WriteData_16Bit

7. 使用汇编进行优化

这个实际看情况建议先用其他方式进行优化，因为人工编写汇编代码不一定比编译器编写的好，除非非常熟悉汇编并且有明确的优化方向。

8. 速度测试

循环刷屏使用定时器记录执行多次刷屏的时间，代码见附件。

9. 编译器速度优化选项

编译器-Ofast优化

执行时间分别是

660ms, 782ms

我们优化后的代码快 15.6%

编译器-O2优化

执行时间分别是 661 ms, 908ms

我们优化后的代 码 快 快 27.2%

- 从上可以看出不管用什么编译器优化，经过上面方式 人工 优化后的代码都不差不多， 660 和 661, 说明编译器已经无法对我们优化后的代码再进行优化

- 说明我们人工优化的代码不使用编译器优化也有很好的速度性能。

- 不同的编译器优化对原来的代码影响较大 -ofast 执行时间从 908 变为了 782 。

- 哪怕是采用 -ofsat 编译器优化，我们人工优化的代码依然还有比编译器优化的代码快 15.6%, 所以编译器优化无法替代人工优化。

- 只有从设计角度去优化，避免依赖编译器优化才是根本方案。

总结

1. 优化应该从设计上去优化而不是依赖编译器，应该先找大头，优先设计原理，算法上去优化，最后采取进行汇编等底层的优化，后者成本大效果不明显不具备可移植性等，前者成本小效果明显，不依赖于编译器。

2. 建议寄存器名字和手册对应 比如 gpio 的 io 锁定寄存器，头文件中是 LOCK 手册里是 LCKR

2. 对于 IO 操作最好设置 LOCK ODR 寄存器，这样可以指定 bit 直接写值而其他位不修改，而不需要 if else 判断分别配置 BRR 和 BSRR ，可以直接操作ODR寄存器，进一步优化速度。