前面小编对纯软件性能分析的理论与实践的分享,希望给大家找到了豪华待遇的感觉。当然了,自己当土豪爽一下也就过去了,但是性能的问题还摆在那里等待解决,接下来怎么办呢?
改善性能可以改进代码的写法或算法,这就要结合实际问题,各显神通了。但毕竟大牛人是来仰望的,咱们还需要更加立竿见影的招数,那就是给CPU占用最大的一些函数提供VIP的待遇,把它们放在VIP区中——执行性能更高的存储器。
以前介绍性能分析时曾提到,VIP区其实也是分等级的。不同的单片机,在存储器的设计,总线连接方式,访问控制策略都各有特色,对性能的影响也不一而足。嵌入式和IoT的开发,处处彰显出碎片化和粉末化的特色,这可让人怎么整?
幸好,即使世界这么纷纷扰扰,还是有大类可循的。小编也试着结合NXP的LPC54000系列和i.MX RT1050系列,给各类VIP区分了5类VIP特权等级。
VIP:C级(小V)
这主要是针对外置QSPI Flash的升级。
对于LPC540xx和LPC18x0/43x0系列,它们没有内置Flash。如果跑不动了,可以考虑升级到其对应的有内置Flash的pin2pin型号,比如LPC546xx,LPC18xx/43xx(尾号非0)。内置Flash跑血常规(CoreMark)的性能一般在外置QSPI的1.5倍以上,对于查表较多的程序甚至在数倍以上。内部Flash的带宽往往在128位甚至256位,还带有专用于加速循环结构的特制小cache,执行程序的性能还是很棒的。
为了呈现更高的性价比,i.MX RT系列全部没有内置Flash。不过,i.MX RT的FlexSPI支持高性能的DDR模式、双Flash交火、以及8线Flash模式。就拿EVK上的hyper flash为例,可高达332MB/s,而一般的QSPI Flash通常不过60MB/s。此外,i.MX RT的SEMC对于从SDRAM执行代码的性能也比较给力,如果系统中存在SDRAM,也可以使一些数据表和代码放在SDRAM中。
VIP:B级(中V)
各型Flash和SDRAM对于小循环体的性能尽管还可以,但是当程序跳转不规则,或者顺序结构较长时,以及数据访问随机性强时,性能的表现就变得很不均匀,让人有“虽然我表达不了太多的爱,唯有好多眼泪流出来”的感觉。
这个时候,可以使用单片机片上的系统RAM。对于LPC54系列的Cortex-M4/M0+单片机,可以放在内存地址为0x2000-0000开头的RAM中,对于i.MX RT系列则是地址为0x2020-0000的OCRAM中。这些RAM的工作频率和随机访问性能比Flash好得很多。但是因为在这个地址范围使用的AHB (LPC)或AXI (i.MX RT)系统总线的启动时序开销大,总线往往又比较忙,还要和诸多带DMA的总线主机抢带宽,性能加速可能得不到保证,因此充其量也就算是中V级吧。
VIP:A级(大V)
和中V级相比,大V的待遇就更好了,有了专属的紧密耦合RAM区。
以LPC5411x为例,它有32KB的”SRAMX”,这块SRAMX和192KB的全部容量相比只占1/6,但绝对配得上大V的待遇。它直接连接到Cortex-M4的I-Code和D-Code总线上。这两条总线也是“特供”于快速代码执行的绿色通道,其它总线主设备是没资格用的。
再看i.MX RT,它的Cortex-M7内核更是有过之而无不及,把I-Code和D-Code升级到64位的ITCM(指令紧密耦合存储器)和DTCM(数据紧密耦合存储器),并且片上的512KB内存可以自由分割,全部配置成ITCM和DTCM也可以。那没有了其它RAM,外设要访问怎么办呢?Cortex-M7留了个小后门——AHB-Slave给其它DMA主机访问TCM,当然是看M7脸色行事。
总之,大V待遇对于大多数程序代码已经相当有面儿了,性能提升也是杠杠的!
VIP:S级(超V)
啥,还有超V级?难道还有比TCM更快的,莫非小编你疯到想把R0-R14也给卖了?
倒也不是,超V级其实可以看作是上述VIP的组合,给最关键的模块提供服务,占用多块RAM。比如一个压缩jpeg的模块,它既有代码又有只读数据。如果把代码与只读数据全放在一块RAM,就不能发挥M4/M7双总线的优势,比如没法取指令的同时访问数据。小编于是把代码放ITCM,只读数据放DTCM,相当于它自己左手一个右手一个拥抱了整个芯片中性能最强的两块RAM,让600MHz的M7火力全开,跑到QVGA分辨率下60帧每秒以上的图片压缩性能。
VIP:PS级(公共超V)
(仅适用于Cortex-M7)
在Cortex-M7内核的i.MX RT系列中,支持指令高速缓存(I-Cache)和数据高速缓存(D-Cache),各有32KB。这两个Cache的性能完全是TCM级别的。这是一项超V级水准的平民福利,献给全部没有享受到大V和超V待遇的代码和数据,就称作公共超V级吧。
有趣的是,它是全自动的——不管是什么代码和数据,上镜率越高,就越有机会多享受超V级待遇。但若是如果什么时候起受冷落了,就最终会被扫出门。
打个不严谨的比方,这就好比假设高铁中以商务座的标准建餐车,即使没买一等座和商务座,只要抢到了餐车座席吃饭,吃饭期间也享受商务座待遇。只不过,若是吃完饭想再歇会,又没空位子了,那就祈祷别人不要来吃饭吧,否则就会被赶走。
因此,这项复用型超V待遇是按需分配的。值得注意的是,在替换cache内容时会花时间,既对确定性产生影响,也降低平均性能。所以虽然比超V级弱一点,但它把福利普照给公众,这是前面任何VIP特权也提供不了的。
审核编辑:刘清
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三、冷热冲击试验箱与高低温试验箱的区别
冷热冲击试验箱(高低温冲击试验箱)和高低温冲击试验
发表于 09-15 11:14
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设备能让试验过程的能耗得到很大程度上的减低,使得运行成本也大大减低,所以很多企业现在在选购试验机设备的时候都会将节能需求考虑进去,这也是为什么现在众多企业订购高低温试验
发表于 10-09 09:47
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高低温试验设备是进行温湿度环境试验的主要设备。主要在高低温、湿度试验中,评价产品的耐热湿性能,确保所有产品在所有环境标准下都能正常运行,然而,在高低温试验设备环境试验中,如果温度均匀性超出允许
发表于 10-12 11:22
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就参照高低温试验箱来详细了解一下高低温试验箱系列产品的温度控制。首先,高低温试验箱是怎样实现高温与低温的呢?谈到温度,就有高温与低温的分。高温控制是个加热的过程,控制
发表于 01-11 09:29
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高低温试验箱是工业产品和材料质量试验设备之一。高低温试验箱又称高低温交变湿热试验机,主要通过控制高温、低温和空气湿度来检测产品或材料的性能。高低温试验箱可用于电子、电器、通信、仪器、车辆
发表于 02-03 10:57
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