nanopb - 如何优化编码以提高运行时速度

Question

我正在使用nanopb在嵌入式系统上进行日志记录：我的日志记录消息将是.proto消息。
编码速度是最重要的因素； 我有足够的内存和 flash。

问题
具体到nanopb ，如何最大限度地减少编码时间？

我知道我可以进行的所有 C 优化：内联函数，在 RAM 中设置pb_encode函数而不是 flash 等

如果我在.proto文件中使用所有固定大小的类型会有所不同吗？

Answer 1

我知道的简单方法是：

• 编码为 memory 缓冲区并在编译时启用PB_BUFFER_ONLY 。
• 如果平台是 little-endian 且字节大小是 8 位，则可以定义PB_LITTLE_ENDIAN_8BIT 。 不过，它应该在大多数编译器上自动检测到。
• 在您的消息定义中，尽量减少子消息的数量。 它们需要单独的尺寸计算，这需要时间。

这些可能会导致速度提高多达 2 倍。

---

通过编程对编码函数的直接调用，而不是通过消息结构和描述符循环，还可以进一步加快编码速度。 我希望这可以将编码速度提高到 5 倍。 需要一些关于protobuf 编码规范的知识。

例如，对于此消息：

message LogMessage {
    uint64 timestamp = 1;
    float batterylevel = 2;
    string logmessage = 3;
}

你可以这样做：

void writelog(const char *logmsg)
{
    uint8_t buffer[256];
    pb_ostream_t stream = pb_ostream_from_buffer(buffer, sizeof(buffer));

    // Get system state
    uint64_t timestamp = get_system_timestamp();
    float batterylevel = get_batterylevel();

    // Encode timestamp
    pb_encode_tag(&stream, PB_WT_VARINT, LogMessage_timestamp_tag);
    pb_encode_varint(&stream, timestamp);

    // Encode battery level
    pb_encode_tag(&stream, PB_WT_32BIT, LogMessage_batterylevel_tag);
    pb_encode_fixed32(&stream, &batterylevel);

    // If we have explicit message, encode it also.
    if (logmsg)
    {
       pb_encode_tag(&stream, PB_WT_STRING, LogMessage_logmessage_tag);
       pb_encode_string(&stream, logmsg, strlen(logmsg));
    }

    // Save the encoded message data to storage
    save_log(buffer, stream.bytes_written);
}

虽然这会导致消息定义的部分硬编码，但 protobuf 消息的向后和向前兼容性照常工作。 标记号可以通过 nanopb 生成器生成的Message_field_tag宏访问。 字段类型在 C 代码中定义，但它们也嵌入在编码消息中，因此将在解码端检测到任何不匹配。