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詳解MCU性能指標(biāo)：CoreMark和Dhrystone跑分

時(shí)間：2021-12-07 11:22:15
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[導(dǎo)讀]CoreMark以每秒迭代次數(shù)作為性能評(píng)價(jià)，而Dhrystone的DMIPS與Dhrystone標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)。本文討論CoreMark，先來(lái)看看MCU廠家如何宣傳自家產(chǎn)品性能。NXPi.MXRT1170，CoreMark：6468；STSTM32H747/757CoreMark：32...



CoreMark以每秒迭代次數(shù)作為性能評(píng)價(jià)，而Dhrystone的DMIPS與Dhrystone標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)。
本文討論CoreMark，先來(lái)看看MCU廠家如何宣傳自家產(chǎn)品性能。
NXP i.MX RT1170，CoreMark：6468 ；ST STM32H747/757 CoreMark：3224

▍揭開(kāi)神秘面紗：CoreMark是什么？為什么它可以作為MCU的性能指標(biāo)？這個(gè)數(shù)是怎么計(jì)算出來(lái)的？
CoreMark是衡量嵌入式系統(tǒng)中微控制器性能的基準(zhǔn)。通過(guò)包含列表處理（查找和排序）、矩陣處理（常見(jiàn)的矩陣操作）、狀態(tài)機(jī)（確定輸入流是否包含有效數(shù)字）和CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)）等算法的測(cè)試給出性能評(píng)價(jià)。需要下載的軟件包是免費(fèi)開(kāi)源的， 可以在官方網(wǎng)站找到：EEMBC’s CoreMark?，網(wǎng)頁(yè)截圖如下。部分朋友無(wú)法直接下載的，文末進(jìn)入“閱讀原文”也提供下載好的軟件包。

▍作業(yè)不難：怎么將CoreMark移植到自己的MCU上？運(yùn)行CoreMark需要哪些外設(shè)支持？
51單片機(jī)也可以跑CoreMark的，所以硬件上不用擔(dān)心。運(yùn)行CoreMark，需要定時(shí)器提供計(jì)時(shí)功能，還需要一種向外部打印消息的手段。一個(gè)比較簡(jiǎn)單的方法是，調(diào)用stdio.h中定義的printf()函數(shù)，將其重定向到串口?，F(xiàn)以使用STM32CubeIDE將CoreMark移植到STM32G071為例進(jìn)行說(shuō)明。
● Step1：復(fù)制必要文件到目標(biāo)工程?，F(xiàn)已準(zhǔn)備好目標(biāo)MCU的軟件工程，其文件結(jié)構(gòu)如下圖右側(cè)所示。從CoreMark官網(wǎng)獲得軟件包，軟件包解壓后文件結(jié)構(gòu)如下圖左側(cè)所示。在右側(cè)軟件工程中新建文件夾CoreMark，將左側(cè)綠色框中，core_list_join.c、core_main.c、core_matrix.c、core_state.c、core_util.c、coremark.h等文件放到CoreMark文件夾里。打開(kāi)左側(cè)simple文件夾，將core_portme.c復(fù)制到Src文件夾中，將core_portme.h復(fù)制到Inc文件夾中。

（彩色高亮標(biāo)記與圖中顏色標(biāo)記對(duì)應(yīng)，共5個(gè)步驟）
●?Step2：由于core_main.c文件已定義了main()函數(shù)，該main()函數(shù)執(zhí)行時(shí)調(diào)用core_portme.c中的portable_init()函數(shù)作為MCU初始化接口，因此需要將MCU工程中原main.c文件MCU初始化代碼移動(dòng)到到portable_init()函數(shù)里并刪除原有main.c文件。以STM32CubeIDE工程為例，需要移動(dòng)SystemClock_Config和一堆MX_開(kāi)頭的初始化函數(shù)（注意相關(guān)結(jié)構(gòu)體、函數(shù)原型與函數(shù)實(shí)現(xiàn)要一起移動(dòng)）。
●?Step3：CoreMark的分?jǐn)?shù)最終表示為Iterations/Sec，也就是每秒迭代數(shù)，而Sec和系統(tǒng)Ticks相關(guān)。用過(guò)RTOS的朋友應(yīng)該對(duì)這個(gè)概念很熟悉，考慮文字不太好解釋，直接看core_portme.c里這個(gè)宏定義。
#define EE_TICKS_PER_SEC 1000
●?這里我定義每秒1000個(gè)Tick，每個(gè)Tick時(shí)長(zhǎng)1ms，對(duì)應(yīng)定時(shí)器每1ms觸發(fā)一次中斷。使用一個(gè)計(jì)數(shù)變量，定時(shí)器進(jìn)入中斷一次，該變量值 1；對(duì)該變量值/1000即可求得定時(shí)器運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，也就是上文的Sec。所以EE_TICKS_PER_SEC并非一定要設(shè)置為1000，和定時(shí)器中斷頻率對(duì)應(yīng)即可。與定時(shí)相關(guān)的函數(shù)有以下三個(gè)。
void start_time(void)；//啟動(dòng)計(jì)時(shí)器；void stop_time(void)；//停止計(jì)時(shí)器；CORE_TICKS get_time(void)；//獲取計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)值。
●?在start_time()里實(shí)現(xiàn)定時(shí)器啟動(dòng)功能，在stop_time()里實(shí)現(xiàn)定時(shí)器停止功能，在get_time()中獲取中斷計(jì)數(shù)值。數(shù)據(jù)類型“CORE_TICKS ”實(shí)際上就是“unsigned long”。為方便操作，推薦將計(jì)數(shù)變量設(shè)置為全局變量，這樣可以通過(guò)extern關(guān)鍵字直接訪問(wèn)。此處以TIM1為例，代碼如下：

//計(jì)數(shù)變量unsigned long time_ms_ticks=0;
//定時(shí)器啟動(dòng)void start_time(void){ (
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