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推荐一个小内存MCU的超轻量FIFO神器!
xiaomaidashu | 2025-09-19 15:27:55    阅读:19   发布文章

大家好我是麦鸽。

对于 Arduino 或其他资源有限的微控制器(MCU)开发者来说,高效的数据缓冲是个常见难题。

今天要推荐一个开源神器——fifofast,一个专为入门级 MCU 设计的超轻量 FIFO 环形缓冲区库,内存占用极低,性能优异,简单易用!

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(项目地址:github.com/nqtronix/fifofast)


什么是 FIFO 环形缓冲区?

FIFO(First In, First Out,先进先出)是一种数据结构,类似排队,先存入的数据先被处理。环形缓冲区是其高效实现,数据在固定内存中循环存储,非常适合 MCU 处理实时数据,如串口通信、传感器数据采集等。环形队列

然而,MCU 内存和算力有限,普通 FIFO 实现可能导致性能瓶颈。fifofast 针对这一场景优化,兼顾效率与资源占用。


fifofast 的核心优势

由 nqtronix 开发的 fifofast 专为 Arduino、AVR8 等小内存 MCU 设计,亮点包括:

  • 极低内存开销:仅需 3 字节管理开销,适合内存紧张的设备。
  • 高性能:通过宏和内联函数优化,减少调用开销,适配中断服务例程。
  • 灵活性:支持任意数据类型,从 uint8_t 到自定义结构体均可。
  • 易用性:API 设计直观,头文件注释详尽,新手也能快速上手。
  • 独特功能:如 _fff_peek() 可直接访问缓冲区数据,操作便捷。

快速上手安装
  1. 访问 GitHub 仓库 下载源码,或使用命令:
    git clone https://github.com/nqtronix/fifofast.git
  2. 将源码导入 Atmel Studio 7.0 或其他 IDE 的项目中。
示例代码

以下是一个简单的 FIFO 操作示例:

#include "fifofast.h"

// 定义容量为 16 的 uint8_t FIFO
_fff_declare(uint8_t, fifo, 16);

int main(void) {
    _fff_init(fifo);          // 初始化
    _fff_write(fifo, 42);     // 写入数据
    uint8_t val = _fff_peek(fifo, 0); // 查看首个数据(42)
    _fff_read(fifo, val);     // 读取数据
    while(1);
}

通过调试器观察数据流,体验高效操作!


应用场景

fifofast 在资源受限的 MCU 项目中表现出色,例如:

  • 串口通信:缓冲 UART 数据,防止丢失。
  • 传感器数据:存储 ADC 采样数据,稳定处理。
  • 实时信号:如音频或控制信号流,高效可靠。

例如,在 Arduino 上实现串口数据缓冲,轻松应对高频数据流。


注意事项
  • 中断安全主程序与中断同时访问 FIFO 时,需用原子块保护。
  • 缓冲区限制:容量需为 2ⁿ,否则自动向上取整,可能略浪费内存。
  • 开发阶段:当前为 0.x.x 版本,功能仍在完善。

这些小限制不影响其在大多数场景下的优秀表现。


总结

fifofast 是小内存 MCU 开发者的理想选择,凭借极低的资源占用、高效性能和简洁设计,完美适配串口、传感器等场景。想提升项目效率?

快去 github.com/nqtronix/fifofast 下载源码,跑个 demo 试试!有问题可通过 GitHub  提交 Issue


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