基于微控制器的应用程序性能定位分析.doc
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1、基于微控制器的应用程序性能定位分析性能需求直观,特别是在开发嵌入式应用程序时。大多数设计团队面临的挑战是了解性能是多少,这本质上取决于两件事:所需的功能及其实现方式。虽然实现主要是在软件中,但微控制器的部分价值在于外设在接口方面做了很多繁重的工作。然而,操纵这些接口提供的信息会给核心本身带来更大的压力和压力。更高的性能需要付出代价;但由于微控制器往往是在完善的工艺节点上制造的,因此成本通常用系统级功率来衡量,而不是用元件级美元和美分来衡量。为某一特定应用选择最佳微控制器可以说是有争议的随着最终用户的需求,选择范围和功能深度不断扩大,变得越来越困难。MCU应用的发展领先的半导体供应商在过去十年中
2、面临着一段时间的采用或因此,提供基于32位处理核心的全面MCU组合。虽然ARM的Cortex-M系列在这个领域流行,但它并不是唯一的选择,并且仍然存在多种专有架构。也许其中最突出的是来自瑞萨的SuperH家族。值得注意的是,虽然瑞萨和其他公司也采用ARM架构来生产互补的32位系列,但它们仍然提供8位和16位MCU,预计需求将持续数年。 部分需求来自特定细分市场;包括那些提到的许多设备制造商已将电机控制确定为跨越工业控制和汽车市场的重要水平部分。因此,许多仍然运行专有核心的MCU专注于这些市场,而那些具有更通用ARM架构的MCU则针对具有不同基本要求的领域,包括物联网和M2M。在这十年中采用这些
3、相同的供应商时,他们对现实世界对于成熟的8位和16位器件的更昂贵和复杂的32位替代品的需求持怀疑态度。虽然这些批评是有根据的,但随着时间的推移,成本主题在很大程度上受到了规模经济和流程成熟的侵蚀。可以说,复杂性的主题仍然存在。但是,最终应用程序的复杂性上升总是合理的,这主要是由于通信。嵌入式设备随着更高级别的连接性的发展而发展,因此现在任何电子设备都不能以某种方式与外界进行通信。当今高级通信的地方特性,无论是有线还是无线,通常涉及标准化协议,以便提供互操作性和物理接口。根据通信接口的拓扑结构,这可能相对复杂,因此需要更高的处理能力才能执行。当然,更大的连接性并不是嵌入式设备在过去十年左右的唯一
4、演变。通过连接,可以在更大的系统中发挥更大的作用,鼓励开发人员将更多功能集成到更小的外形,功率包络和财务预算中。通信占据了相对较大比例的可用处理能力,这导致了对功能更强大的设备的需求,半导体供应商通过采用更大,更复杂的处理器内核来应对这种需求。测量性能不幸的是,评估“标准”函数(如运行协议栈)所需的性能量是完全主观的。最终,它在很大程度上取决于核心,子系统和编译器。由于这个原因,相对适中的8位器件可能能够执行代码,但是接受更宽指令的流水线,通常允许多个指令同时执行,或者需要更少的时钟周期来执行,可以显着加快执行速度。 br当考虑上述特征时,通过应用较少使用这些特征的算法,可以评估“原始”性能。
5、这通常是行业基准的目标,例如EEMBC的CoreMark。这个简单的C代码库的目标是提供读/写,整数和控制操作的真实混合,这些操作更多地依赖于核心的基本元素,并且不能通过编译器优化轻易地消除。基准测试给出了单个品质因数,但它可以用时钟速度表示,提供另一个标准化水平。选择通过相对较窄的窗口(2.51至3.00 CoreMark/MHz)过滤结果显示了一系列32位设备,包括瑞萨的RX600系列; Microchip的PIC32系列; STM32来自意法半导体;飞思卡尔的Kinetis K系列; Atmel的SAM3和SAM4系列;图1:瑞萨的RX600 32位MCU系列实现了CMOS摄像头接口。E
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