在嵌入式系統中存儲大整數/值

Question

我正在開發可以測試大量電線（高達360）的嵌入式系統 - 本質上是一個連續性檢查系統。該系統通過計時測試矢量並從另一端讀取輸出來工作。然後將輸出與存儲的結果（其將在SD卡上）進行比較，該結果告訴輸出應該是。測試向量只是一個走路的，所以不需要將它們存儲在任何地方。的方法將是一個有點像如下：

1. 時鐘輸出測試矢量（步行的）
2. 閱讀輸出測試向量。
3. 從SD卡中讀取相應的輸出測試向量，它告訴輸出向量應該是什麼。
4. 比較步驟2和步驟3的測試向量。
5. 記下單獨陣列中的錯誤/錯誤。
6. 繼續回到步驟1，除非檢查所有導線。
7. 將錯誤/故障輸出到LCD。

我的硬件由一個大的移位寄存器組成，這個寄存器的時鐘輸入到AVR微控制器。對於每個測試向量（也將是360位），我將需要讀取360位。因此，對於360線，總數據量將是360 * 360 = 16kB左右。我已經知道我不能一次完成這個任務（即讀取整個數據然後進行比較），所以它必須是測試向量的測試向量。

由於沒有固有的類型可以容納這麼大的數字，我打算使用長度爲360位的位數組。 現在，我的問題是，我應該如何將這個位數組存儲在一個txt文件中？

一種方法是存儲原始值，即每行存儲我從移位寄存器讀入的原始二進制數據。所以，對於8根電線，它將是0b10011010。但是，這可能會導致360線以上的醜 - 每行將包含360個字節。

另一種方法是存儲十六進制值 - 這對於8位（上述爲9A）僅爲兩個字符，360位爲約90個字符。但是，這將要求我逐行讀入文本 - 並以某種方式將十六進制值轉換爲在位數組中表示。

那麼這種問題最好的解決方案是什麼？我需要的解決方案是完全「確定性」 - 我不能有malloc或這樣的調用。從我讀過的內容來看，它們在嵌入式系統中是一個不容忽視的問題。

內容

我需要存儲不能由任何傳統的變量類型來表示大的值。目前我打算將這些值存儲在一個有點陣列中。將這些值存儲在SD卡上的文本文件中的最佳方式是什麼？

Answer 1

這些不是整數值，而是位圖;他們沒有算術意義。你所建議的只是一個長度爲360/8的字節數組，根本不涉及「大整數」。然而，一些更合適的數據結構或表示可能是可能的。

如果測試向量是360中的單個位，那麼對於每個向量存儲360位都是低效和不必要的，值0到359足以明確定義每個向量。如果正確的輸出也是一位，那麼它也可以作爲位索引存儲，如果不是，那麼你可以將它存儲爲應該設置的每個位的索引列表，其中一些標記值≥360或< 0表示列表的結尾。在大多數矢量包含的位數少於22個的情況下，該結構將更有效地存儲45字節的數組。

從任何位索引值，則可以確定由各個線的地址和掩碼：

byte_address = base_address + bit_index/8 ; 
bit_mask = 0x01 << (bit_index % 8) ; 

你既可以測試每個360個比特的迭代或生成上從蠅360位向量位列表。

我可以看到在這裏不需要動態內存分配，但是否在嵌入式系統中建議使用它主要取決於應用程序和目標資源。一個典型的AVR系統的內存非常少，動態內存分配帶來了堆管理和塊對齊的開銷，而這些開銷可能無法承受。動態內存分配不適用於需要硬實時確定性時序的情況。在所有情況下，您都應該有一個明確的策略或體系結構來避免內存泄漏問題（重複分配永遠不會釋放的內存）。