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stm32F7,cache,tcm及运行速度问题

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zhxih206662 提问时间:2018-3-3 18:12 /
今天用原子的767板子测试了一下运行速度,不太如意,跟写的462DMIPS还是有比较大差距。请各位大神解惑:
测试中,做了一个约30万次的循环,汇编中共使用了27个指令(已包含循环本身的指令);总的耗时34ms左右,这算出来的大概只有56%(462DMIPS)左右的性能。分析和疑问如下:
27个指令中,有7个LDR加载指令,可能是加载内存数据时间较长拖慢计算时间,于是做了以下测试:
测试1.对比cache开和不开的差别,发现没差别(就算把指令改成从固定内存中拿出来计算,开和不开还是没差别)
测试2.对比片内SRAM和SDRAM差别,片内SRAM只有3%的性能优势。
测试3.对比片内SRAM和DTCM(程序有所修改,因为DTCM只有128KB),结果是基本没差别。


问题:(上面说没啥差别指的是差别在1%以内)
1.测试1为啥没差别?
2.测试2差别偏少啊。
3.测试3为啥没差别?手册上宣传Cache,TCM的加入,使得f7有明显的性能提升,但用跟不用一个样。
4.从汇编来看,使用了已经是最简单的“加、减、比较、跳转”,乘、除都没有,更没有浮点运算,为啥只能达到462DMIPS的56%这么少?


以下贴出具体的时间:
0x08005A92 E022      B             0x08005ADA
   155:                         for(j=1;j<640;j++)
   156:                         {
0x08005A94 2601      MOVS          r6,#0x01
0x08005A96 E01C      B             0x08005AD2
   157:                                 pt=&image[0];   //1.5ms
0x08005A98 4C66      LDR           r4,[pc,#408]  ; @0x08005C34
   158:                                 pt+=i*640+j-640; //7ms
   159:
0x08005A9A EB050085  ADD           r0,r5,r5,LSL #2
0x08005A9E EB0610C0  ADD           r0,r6,r0,LSL #7
0x08005AA2 F5A07020  SUB           r0,r0,#0x280
0x08005AA6 4404      ADD           r4,r4,r0
   160:                                 k=*(pt-1) + *pt * 2+ *(pt+1);  //11ms
   161:                                 
0x08005AA8 F8141C01  LDRB          r1,[r4,#-0x01]
0x08005AAC 7820      LDRB          r0,[r4,#0x00]
0x08005AAE EB010040  ADD           r0,r1,r0,LSL #1
0x08005AB2 7861      LDRB          r1,[r4,#0x01]
0x08005AB4 1847      ADDS          r7,r0,r1
   162:                                 pt+=1280;
0x08005AB6 F50464A0  ADD           r4,r4,#0x500
   163:                                 f=*(pt-1) + *pt * 2  + *(pt+1); //11ms
   164:                                 
   165:                                 
0x08005ABA F8141C01  LDRB          r1,[r4,#-0x01]
0x08005ABE 7820      LDRB          r0,[r4,#0x00]
0x08005AC0 EB010040  ADD           r0,r1,r0,LSL #1
0x08005AC4 7861      LDRB          r1,[r4,#0x01]
0x08005AC6 EB000A01  ADD           r10,r0,r1
   166:                                 k+=f-k;    //1.5ms
   167:                                 

   188:                         }
   189:                 }
0x08005ACA EBAA0007  SUB           r0,r10,r7
0x08005ACE 4407      ADD           r7,r7,r0
0x08005AD0 1C76      ADDS          r6,r6,#1
0x08005AD2 F5B67F20  CMP           r6,#0x280
0x08005AD6 DBDF      BLT           0x08005A98
   153:                 for(i=1;i<480-1;i++)
0x08005AD8 1C6D      ADDS          r5,r5,#1
0x08005ADA F5B57FEF  CMP           r5,#0x1DE
0x08005ADE DDD9      BLE           0x08005A94

收藏 评论15 发布时间:2018-3-3 18:12

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15个回答
butterflyspring 回答时间:2018-3-5 17:37:11
zhxih206662 发表于 2018-3-5 17:30
发我我来跑一下,谢谢。看你的结果貌似就是Cache、DTCM等,性能改善只有很少啊。 ...

就是下面这个呀,性能最好的就是TCM,这个要在复杂的系统上才会有明显的区别,我们cache这么大,coremark都直接放到cache了,都不涉及到内容切换.所以实际应用要根据应用将不同的程序,提高系统设计的合理性,放在不同的地方,这样可以提高很多.
https://www.stmcu.org.cn/document/download/index/id-212351

论坛就有呀,你搜索"coremark",就有如何将coremark程序移植到STM32上.pdf

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butterflyspring 回答时间:2018-3-5 16:31:38
https://www.stmcu.org.cn/document/download/index/id-212351

论坛就有呀,你搜索"coremark",就有如何将coremark程序移植到STM32上.pdf

下面是测试结果.


----------------------------------------------------
Config.: 1 - Exec in Ram ITCM - Data in DTCM            
----------------------------------------------------
System frequency: 200MHz                           
-------------------------------------------
| Flash WS  |   ART   | D-cache | I-cache |
+-----------+---------+---------+---------+
|    NA     |   OFF   |   OFF   |   OFF   |
-------------------------------------------
2K performance run parameters for coremark.
CoreMark Size    : 666
Total ticks      : 11952016
Total time (secs): 11.952016
Iterations/Sec   : 1004.014720
Iterations       : 12000
Compiler version : uVision 5.12.00 - RealView MDK-ARM V5.12 - ARMCCV5.05
Compiler flags   : -O3 Otime
Memory location  : STACK
seedcrc          : 0xe9f5
[0]crclist       : 0xe714
[0]crcmatrix     : 0x1fd7
[0]crcstate      : 0x8e3a
[0]crcfinal      : 0xd340
Correct operation validated. See readme.txt for run and reporting rules.
CoreMark 1.0 : 1004.014720 / uVision 5.12.00 - RealView MDK-ARM V5.12 - ARMCCV5.05 -O3 Otime / STACK












----------------------------------------------------
Config.: 2 - Exec in Flash AXI - Data in DTCM            
----------------------------------------------------
System frequency: 200MHz                           
-------------------------------------------
| Flash WS  |   ART   | D-cache | I-cache |
+-----------+---------+---------+---------+
|     6     |   OFF   |  OFF    |  ON     |
-------------------------------------------
2K performance run parameters for coremark.
CoreMark Size    : 666
Total ticks      : 12156203
Total time (secs): 12.156203
Iterations/Sec   : 987.150346
Iterations       : 12000
Compiler version : uVision 5.12.00 - RealView MDK-ARM V5.12 - ARMCCV5.05
Compiler flags   : -O3 Otime
Memory location  : STACK
seedcrc          : 0xe9f5
[0]crclist       : 0xe714
[0]crcmatrix     : 0x1fd7
[0]crcstate      : 0x8e3a
[0]crcfinal      : 0xd340
Correct operation validated. See readme.txt for run and reporting rules.
CoreMark 1.0 : 987.150346 / uVision 5.12.00 - RealView MDK-ARM V5.12 - ARMCCV5.05 -O3 Otime / STACK










----------------------------------------------------
Config.: 3 - Exec in Flash AXI - Data in SRAM1            
----------------------------------------------------
System frequency: 200MHz                           
-------------------------------------------
| Flash WS  |   ART   | D-cache | I-cache |
+-----------+---------+---------+---------+
|     6     |   OFF   |  ON     |  ON     |
-------------------------------------------
2K performance run parameters for coremark.
CoreMark Size    : 666
Total ticks      : 12218410
Total time (secs): 12.218410
Iterations/Sec   : 982.124515
Iterations       : 12000
Compiler version : uVision 5.12.00 - RealView MDK-ARM V5.12 - ARMCCV5.05
Compiler flags   : -O3 Otime
Memory location  : STACK
seedcrc          : 0xe9f5
[0]crclist       : 0xe714
[0]crcmatrix     : 0x1fd7
[0]crcstate      : 0x8e3a
[0]crcfinal      : 0xd340
Correct operation validated. See readme.txt for run and reporting rules.
CoreMark 1.0 : 982.124515 / uVision 5.12.00 - RealView MDK-ARM V5.12 - ARMCCV5.05 -O3 Otime / STACK





















----------------------------------------------------
Config.: 4 - Exec in Flash ITCM - Data in DTCM            
----------------------------------------------------
System frequency: 200MHz                           
-------------------------------------------
| Flash WS  |   ART   | D-cache | I-cache |
+-----------+---------+---------+---------+
|     6     |   ON    |  OFF    |  OFF    |
-------------------------------------------
2K performance run parameters for coremark.
CoreMark Size    : 666
Total ticks      : 12127302
Total time (secs): 12.127302
Iterations/Sec   : 989.502859
Iterations       : 12000
Compiler version : uVision 5.12.00 - RealView MDK-ARM V5.12 - ARMCCV5.05
Compiler flags   : -O3 Otime
Memory location  : STACK
seedcrc          : 0xe9f5
[0]crclist       : 0xe714
[0]crcmatrix     : 0x1fd7
[0]crcstate      : 0x8e3a
[0]crcfinal      : 0xd340
Correct operation validated. See readme.txt for run and reporting rules.
CoreMark 1.0 : 989.502859 / uVision 5.12.00 - RealView MDK-ARM V5.12 - ARMCCV5.05 -O3 Otime / STACK




















----------------------------------------------------
Config.: 5 - Exec in External SRAM - Data in DTCM            
----------------------------------------------------
System frequency: 200MHz                           
-------------------------------------------
| Flash WS  |   ART   | D-cache | I-cache |
+-----------+---------+---------+---------+
|    NA     |   OFF   |   OFF   |   ON    |
-------------------------------------------
  FMC SRAM config:
-----------------
| Mem Bus width |
+---------------+
|      16       |
-----------------
2K performance run parameters for coremark.
CoreMark Size    : 666
Total ticks      : 12984019
Total time (secs): 12.984019
Iterations/Sec   : 924.213065
Iterations       : 12000
Compiler version : uVision 5.12.00 - RealView MDK-ARM V5.12 - ARMCCV5.05
Compiler flags   : -O3 Otime
Memory location  : STACK
seedcrc          : 0xe9f5
[0]crclist       : 0xe714
[0]crcmatrix     : 0x1fd7
[0]crcstate      : 0x8e3a
[0]crcfinal      : 0xd340
Correct operation validated. See readme.txt for run and reporting rules.
CoreMark 1.0 : 924.213065 / uVision 5.12.00 - RealView MDK-ARM V5.12 - ARMCCV5.05 -O3 Otime / STACK













----------------------------------------------------
Config.: 6 - Exec in External SDRAM swapped - Data in DTCM            
----------------------------------------------------
System frequency: 200MHz                           
-------------------------------------------
| Flash WS  |   ART   | D-cache | I-cache |
+-----------+---------+---------+---------+
|    NA     |   OFF   |   OFF   |   ON    |
-------------------------------------------
  FMC SDRAM config:
-----------------
| Mem Bus width |
+---------------+
|      32       |
-----------------
2K performance run parameters for coremark.
CoreMark Size    : 666
Total ticks      : 12325498
Total time (secs): 12.325498
Iterations/Sec   : 973.591493
Iterations       : 12000
Compiler version : uVision 5.12.00 - RealView MDK-ARM V5.12 - ARMCCV5.05
Compiler flags   : -O3 Otime
Memory location  : STACK
seedcrc          : 0xe9f5
[0]crclist       : 0xe714
[0]crcmatrix     : 0x1fd7
[0]crcstate      : 0x8e3a
[0]crcfinal      : 0xd340
Correct operation validated. See readme.txt for run and reporting rules.
CoreMark 1.0 : 973.591493 / uVision 5.12.00 - RealView MDK-ARM V5.12 - ARMCCV5.05 -O3 Otime / STACK
















----------------------------------------------------
Config.: 7 - Exec in External SDRAM not swapped - Data in DTCM            
----------------------------------------------------
System frequency: 200MHz                           
-------------------------------------------
| Flash WS  |   ART   | D-cache | I-cache |
+-----------+---------+---------+---------+
|    NA     |   OFF   |   OFF   |   ON    |
-------------------------------------------
  FMC SDRAM config:
-----------------
| Mem Bus width |
+---------------+
|      32       |
-----------------
2K performance run parameters for coremark.
CoreMark Size    : 666
Total ticks      : 64608165
Total time (secs): 64.608165
Iterations/Sec   : 185.735038
Iterations       : 12000
Compiler version : uVision 5.12.00 - RealView MDK-ARM V5.12 - ARMCCV5.05
Compiler flags   : -O3 Otime
Memory location  : STACK
seedcrc          : 0xe9f5
[0]crclist       : 0xe714
[0]crcmatrix     : 0x1fd7
[0]crcstate      : 0x8e3a
[0]crcfinal      : 0xd340
Correct operation validated. See readme.txt for run and reporting rules.
CoreMark 1.0 : 185.735038 / uVision 5.12.00 - RealView MDK-ARM V5.12 - ARMCCV5.05 -O3 Otime / STACK














----------------------------------------------------
Config.: 8 - Exec in QuadSPI Flash - Data in DTCM            
----------------------------------------------------
System frequency: 200MHz                           
-------------------------------------------
| Flash WS  |   ART   | D-cache | I-cache |
+-----------+---------+---------+---------+
|    NA     |   OFF   |   OFF   |   ON    |
-------------------------------------------
  QSPI config:

| Prescaler | QSPI CLK | DDRMODE | Inst. lines nb  |
+-----------+----------+---------+-----------------+
|     3     |   50MHz  |   ON    |        1        |
----------------------------------------------------
2K performance run parameters for coremark.
CoreMark Size    : 666
Total ticks      : 14840884
Total time (secs): 14.840884
Iterations/Sec   : 808.577171
Iterations       : 12000
Compiler version : uVision 5.12.00 - RealView MDK-ARM V5.12 - ARMCCV5.05
Compiler flags   : -O3 Otime
Memory location  : STACK
seedcrc          : 0xe9f5
[0]crclist       : 0xe714
[0]crcmatrix     : 0x1fd7
[0]crcstate      : 0x8e3a
[0]crcfinal      : 0xd340
Correct operation validated. See readme.txt for run and reporting rules.
CoreMark 1.0 : 808.577171 / uVision 5.12.00 - RealView MDK-ARM V5.12 - ARMCCV5.05 -O3 Otime / STACK



恋之花 回答时间:2018-3-3 21:40:53
看看
cruelfox 回答时间:2018-3-4 13:38:18
你如何计算 DMIPS 值的?

点评

DMIPS是每秒平均执行的指令数量。c语言编程以后,看看对应的汇编指令数量,我这里是27个,循环30多万次,用时34ms,接着估算出DMIPS。  发表于 2018-3-5 15:47
walker2012 回答时间:2018-3-4 22:05:40
我测的结果是:开CACHE,速度要快一倍左右。

点评

有简单的demo么。我这个计算足够简单了,数据从同一个地方(数组)取出来,但还是开与不开用时一样。感觉测试的方法没啥问题。  发表于 2018-3-5 15:49

评分

参与人数 1蝴蝶豆 +2 收起 理由
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butterflyspring 回答时间:2018-3-5 01:24:57
没差别估计是你这个算法太简单了,用coremark和傅里叶试一试?明天贴个结果给你看看吧。。

点评

最好是给个demo和测试结果,我实测一下,现在还没发现我的测试方案有啥问题,应该能反映差异才对。  发表于 2018-3-5 15:50
MrJiu 回答时间:2018-3-5 14:23:25
都是牛人!!!这个都在测试!!!只能围观。。。
xiaoxiao111 回答时间:2018-3-5 16:26:51
656郁6要656要
butterflyspring 回答时间:2018-3-5 16:28:18
啊...我的IE拦住了,上传不了呀,给个邮箱,我发你测coremark的step by step,然后你放上来?

点评

大佬,你那边可以试用其他的浏览器,低版本的IE可能兼容性不太好。。  发表于 2018-3-6 11:04
zhxih206662 回答时间:2018-3-5 17:30:34
butterflyspring 发表于 2018-3-5 16:28
啊...我的IE拦住了,上传不了呀,给个邮箱,我发你测coremark的step by step,然后你放上来? ...

343119498@qq.com
发我我来跑一下,谢谢。看你的结果貌似就是Cache、DTCM等,性能改善只有很少啊。
zhxih206662 回答时间:2018-3-5 21:25:25
butterflyspring 发表于 2018-3-5 17:37
就是下面这个呀,性能最好的就是TCM,这个要在复杂的系统上才会有明显的区别,我们cache这么大,coremark都直 ...

嗯,虽然数据让我有点失望,我是打算用h7或mx.rt来做一下图像识别的,识别的东西很简单,不过需要20ms内完成,看了这结果估计没戏了,rt也最多提升3倍速度,做一次运算也10多ms了,没空间留给识别算法了。
不过,谢谢你的答复。

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