По скорости ядра STR912, восемь операторов на ассемблере за 1.6мкс?!! Опции

[HardJoker]

Есть main(), фактически из одного бесконечного цикла для проверки производительности ядра STR912FW44. Среда - IAR4.40:

u8 TMP0 = 0;

while(1)
{
if (Tick == 0)
{
GPIO_WriteBit(GPIO0, GPIO_Pin_0, Bit_RESET);
Tick = 1;
}
else
{
GPIO_WriteBit(GPIO0, GPIO_Pin_0, Bit_SET);
Tick = 0;
}
}

Время выполнения 1,6мкс. Ядро тактируется 96MHz через PLL. Память flash конфигурируется с двумя тактами ожиданмия и тактируется 48MHz

//FMI Waite States
FMI_Config(FMI_READ_WAIT_STATE_2, FMI_WRITE_WAIT_STATE_0, FMI_PWD_ENABLE,\
FMI_LVD_ENABLE, FMI_FREQ_HIGH);


В симуляторе при выключенной оптимизации по скорости все действия занимают 8-мь ассемблерных команд. С учетом медленного доступа к внутренней flash (не более 24MHz) на выполнение должно уйти не более 320ns. Измеренное значение почти в пять раз больше. Где может теряеться вычислительный ресурс?

[etoja]

Биты ввода-вывода не могут переключаться с большой частотой. На них и теряется быстродействие.

[HardJoker]

Биты ввода-вывода не могут переключаться с большой частотой. На них и теряется быстродействие.

Все задействованные блоки GPIO тактируются частотой 1/2 master-clock (RCLKDIV = 1):

SCU_PCLKDivisorConfig(SCU_PCLK_Div2);

SCU_APBPeriphClockConfig(__GPIOx, ENABLE);
GPIO_DeInit(GPIOx);

[MALLOY2]

Все задействованные блоки GPIO тактируются частотой 1/2 master-clock (RCLKDIV = 1):

SCU_PCLKDivisorConfig(SCU_PCLK_Div2);

SCU_APBPeriphClockConfig(__GPIOx, ENABLE);
GPIO_DeInit(GPIOx);

Это ничего не значит !, тактироваться может чем угодно, а дергает всеравно медленно !
Если хотите измерять производительность с помощью ног, делается это так, пишется функция которая выполняет скажем 100 милионов нопов, перед входом устанавливете ногу после выхода опускаете, после чего врямя делите на 100 милионов и получите более мене точный результат, чем больше цикл, тем меньше сказывается тормознутость ног на измерение и следовательно более точный результат имеете.

[bzx]

2 MALLOY2
Всё правильно, но, возможно, что HardJoker не стремился оценить реальное быстродействие ядра, а хотел определить, судя по исходному коду, максимальну скорость работы IO.

[MALLOY2]

Так зачем тогда такой умный код ?
Почему бы не так ?

Код

while(1)
{
GPIO_WriteBit(GPIO0, GPIO_Pin_0, Bit_RESET);
GPIO_WriteBit(GPIO0, GPIO_Pin_0, Bit_SET);
}

Так более точно можно определить скорость "дрыганья" ногами

[HardJoker]

Это ничего не значит !, тактироваться может чем угодно, а дергает всеравно медленно !
Если хотите измерять производительность с помощью ног, делается это так, пишется функция которая выполняет скажем 100 милионов нопов, перед входом устанавливете ногу после выхода опускаете, после чего врямя делите на 100 милионов и получите более мене точный результат, чем больше цикл, тем меньше сказывается тормознутость ног на измерение и следовательно более точный результат имеете.

Увы, интересует именно выполнение короткой процедуры. Штатная программа состоит из набора простых действий, которые должны выополняться за минимальный временной интервал. Иногда по прерыванию требуется обработать разовую команду также за минимальное время. Интегральные оценки производительности не подходят. Возможно, выход в выполнении всех критичных процедур из внутренней SRAM.

Так зачем тогда такой умный код ?
Почему бы не так ?

Код

while(1)
{
GPIO_WriteBit(GPIO0, GPIO_Pin_0, Bit_RESET);
GPIO_WriteBit(GPIO0, GPIO_Pin_0, Bit_SET);
}

Так более точно можно определить скорость "дрыганья" ногами

Умный код позволяет анализировать установленное состояние пина в любом месте алгоритма. Процедура используется в штатной программе, поэтому интересует именно ее скорость выполнения.

[MALLOY2]

Увы, интересует именно выполнение короткой процедуры. Штатная программа состоит из набора простых действий, которые должны выополняться за минимальный временной интервал. Иногда по прерыванию требуется обработать разовую команду также за минимальное время. Интегральные оценки производительности не подходят. Возможно, выход в выполнении всех критичных процедур из внутренней SRAM.

Это тут причем ? какая разница короткая или длиная, мленькаыя или большая. Я посоветовал как измерить скорость выполния 1 команды NOP, тоесть после этого теста можзно сказать что 1 команда ноп выполняется за некоторое время. Другое доло когда вы в своих коротких функциях испрользуете ножки, в этом случае ядро будет останавливаться и ждать выполения команды, да и на конвеерных ядрах много переходов не есть хорошо, особенно в этом ядре у которого кеш переходов очень мальнький, а в FW версии в отличии от FAW еще и глючный!. Такчто оптимизируйте свою программу и делайте выводы. Еще в ковеерных ядрах выполнениефункции может колебаться на длинну конвеера.

P.S. у STR время выполнения из ОЗУ и из FLASH практически одинаковое.

[HardJoker]

Это тут причем ? какая разница короткая или длиная, мленькаыя или большая. Я посоветовал как измерить скорость выполния 1 команды NOP, тоесть после этого теста можзно сказать что 1 команда ноп выполняется за некоторое время. Другое доло когда вы в своих коротких функциях испрользуете ножки, в этом случае ядро будет останавливаться и ждать выполения команды, да и на конвеерных ядрах много переходов не есть хорошо, особенно в этом ядре у которого кеш переходов очень мальнький, а в FW версии в отличии от FAW еще и глючный!. Такчто оптимизируйте свою программу и делайте выводы. Еще в ковеерных ядрах выполнениефункции может колебаться на длинну конвеера.

P.S. у STR время выполнения из ОЗУ и из FLASH практически одинаковое.

Большое спасибо за ценный совет. Подозрения на конвейер были и раньше. Как я понимаю, отключить конвейер нельзя, хотя очень бы хотелось. Как раз из-за необходимости загружать его каждый раз в том числе при переходах.

[MALLOY2]

Конвеер это начало начал, благадаря ему повышается производительность, если вам не нравится конвеер поставте AVR, у него все линейно и одинаково работает

[HardJoker]

Конвеер это начало начал, благадаря ему повышается производительность, если вам не нравится конвеер поставте AVR, у него все линейно и одинаково работает

Иметь возможность гибко перенастраивать длину конвейера в зависимости от задач - скорее плюс тому же конвейеру.

[MALLOY2]

Разве такое возможно ? невстречал ниодного ядра с переменным конвеером , скорее всего это не возможно, да я и смыла невижу.

[HardJoker]

Разве такое возможно ? невстречал ниодного ядра с переменным конвеером , скорее всего это не возможно, да я и смыла невижу.

Я тоже не встречал, хотя переменная размерность данных есть в TigerShark'ах

[AlexandrY]

Ну сперва убедитесь, что у вас выставлены все настройки как указано ниже:
Core clock (MCLK) 96 MHz
RCLK 96 MHz
Flash Memory Interface Clock 96 MHz
AHB clock (HCLK) 96 MHz
APB clock (PCLK) 96 MHz
External memory clock (BCLK) 96 MHz
Branch cache enabled
DTCM has 0 wait state
AHB has 0 wait state
AHB Lock transfer disabled
FLASH read with 2 wait states
FLASH Bus clock speed >66 MHz
ARM966ES buffered writes disabled
ARM966ES instruction prefetch buffer enabled

Потом учтите, что из FLASH чуть ли не в два раза медленее выполняется чем из RAM. Правда это не к NOP-у относится, а интегральный показатель. У STR91xFAW он улучшен.
Как быстро генеряться импульсы на пинах можно почитать тут: http://aly.projektas.lt/Projects/STR91_Start/STR91.htm#2

Конвеер в STR91x - это не аттрибут ядра, а прокладка между ядром и FLASH, при работе из RAM он никакого влияния не имеет. И конвеер, кстати, можно отключить, хотя не советую.
Также STR91x можно разогнать до 130 МГц. Во время тестирования на этой частоте сбоев обнаружить не удалось, даже АЦП работал с прежней точностью.

[HardJoker]

Ну сперва убедитесь, что у вас выставлены все настройки как указано ниже:
Core clock (MCLK) 96 MHz
RCLK 96 MHz
Flash Memory Interface Clock 96 MHz
AHB clock (HCLK) 96 MHz
APB clock (PCLK) 96 MHz
External memory clock (BCLK) 96 MHz
Branch cache enabled
DTCM has 0 wait state
AHB has 0 wait state
AHB Lock transfer disabled
FLASH read with 2 wait states
FLASH Bus clock speed >66 MHz
ARM966ES buffered writes disabled
ARM966ES instruction prefetch buffer enabled

Потом учтите, что из FLASH чуть ли не в два раза медленее выполняется чем из RAM. Правда это не к NOP-у относится, а интегральный показатель. У STR91xFAW он улучшен.
Как быстро генеряться импульсы на пинах можно почитать тут: http://aly.projektas.lt/Projects/STR91_Start/STR91.htm#2

Конвеер в STR91x - это не аттрибут ядра, а прокладка между ядром и FLASH, при работе из RAM он никакого влияния не имеет. И конвеер, кстати, можно отключить, хотя не советую.
Также STR91x можно разогнать до 130 МГц. Во время тестирования на этой частоте сбоев обнаружить не удалось, даже АЦП работал с прежней точностью.

Практически такие настройки в SCU у меня и стоят. Исключение в делителе на двойку PCLK. Ресурс http://aly.projektas.lt уже смотрел. На него есть ссылка в нескольких темах форума. Выложенный там пример проекта с STR912 у меня тоже есть. Если не трудно, пожалуйста, приведите собственный вариант настроек и инициализации STR91x.

[AlexandrY]

Вот здесь найдете проекты для разных компиляторов со всеми настройками:
http://aly.projektas.lt/Projects/ARMDomina...RMDominator.htm

Практически такие настройки в SCU у меня и стоят. Исключение в делителе на двойку PCLK. Ресурс http://aly.projektas.lt уже смотрел. На него есть ссылка в нескольких темах форума. Выложенный там пример проекта с STR912 у меня тоже есть. Если не трудно, пожалуйста, приведите собственный вариант настроек и инициализации STR91x.

[bzx]

Разве такое возможно ? невстречал ниодного ядра с переменным конвеером , скорее всего это не возможно, да я и смыла невижу.

Да, возможно, например в AVR32 можно играть длинной (глубиной) конвейера.

[MALLOY2]

Конвейер в STR91x - это не атрибут ядра, а прокладка между ядром и FLASH, при работе из RAM он никакого влияния не имеет. И конвейер, кстати, можно отключить, хотя не советую.

Конвейер это неотъемлемая часть ядра, точнее это и есть ядро. в ARM966E-S он 5ти ступенчатый и состоит из следующих фаз - Fetch,Decode,Execute,Memory Writeback. Он неможет не изменятся не выключатся. Вы наверное путаете конвейер с так называемым "Pre-Fetch Que and Branch Cache" это ускоритель памяти и это разные вещи.

Код

Также STR91x можно разогнать до 130 МГц. Во время тестирования на этой частоте сбоев обнаружить не удалось, даже АЦП работал с прежней точностью.

Этого я вам не советую делать, будут большие проблемы с серией , исключения составляют те устройства которые сделаны для дома для семьи .


По поводу выполнения из ОЗУ, ARM9 и ARM7 построены по разной архитектуре и имеет разный конвейер ARM7 имеет 3х ступенчатый, ARM9 5ти, но это не самое главное. Самое главное то что ARM9 Имеет разные шины для данных и кода, это позволяет при записи данных выбирать следующую команду не останавливая при этом конвейер (есть конечно некоторые исключения ), по этому стоит задуматься откуда выполнять код. Да из флеша код выполняется медленней но при этом при записи/чтении конвейер не ждет выполнения операции что бы выбрать следующую, и следовательно конвейер работает без остановки. Если бы память в STR , была 2х портовая тогда это бы не влияло на производительность. По это выводы такие если функция имеет мало обращений к памяти данных она будет быстрее из ОЗУ работать, если она имеет много обращений скажем это КИХ фильтр, то тут уже не будет преимущества, и может даже еще медленней будет.

Да, возможно, например в AVR32 можно играть длинной (глубиной) конвейера.

Не могли бы вы конкретнее сказать где об этом написано, что то я не нашел только что листая мануал.


P.S. конвейер "сборочная линия" - цепочка параллельно работающих исполнительных устройств центрального процессора, на которой обработка команд разбивается на ряд небольших шагов, стадий или ступеней, выполняемых за один такт. Конвейер организован таким образом, что выходные данные одного устройства поступают на вход другого. Число стадий называется длинной конвейера. Использование конвейера позволяет начать исполнение следующей машинной команды в одном блоке до завершения предыдущей, т.е. с перекрытием по времени. Какова длина конвейера, столько команд одновременно он и может обрабатывать. В современных процессорах конвейеры имеют длину до 20 стадий ( Pentium 4). Однако параллельная обработка команд возможна не всегда, так как в программе часто встречаются команды условных переходов и ситуации, когда для исполнения команды требуется результат предшествующей команды. В таких случаях, чтобы предотвратить перезагрузку конвейера ( pipeline break ) применяются более сложные процессы: упреждающая обработка (предсказание переходов) или изменение порядка исполнения команд

[KonstantinT]

Ну и мои 5 коп, сравнивал Гертцеля из флеша и ОЗУ на этом кристалле, особой разницы не заметил. Правда код линейный был. Так что в два раза медленеее из ОЗУ - это не так. Может процентов на 10-20 на таком коде, но не больше.

[AlexandrY]

По моему из контекта обсуждения достаточно ясно, что речь шла о конвеере команд считанных из FLASH, а не о ядерном.
Конвеер самого ARM-а мало кому интересен, ибо как правильно заметили он не регулируем.
Но вы упустили нюанс, что за ядром стоит реализация шины памяти в исполнении ST о которой вы ничего не знаете, и соответственно ничего теоретически предположить о ее быстродействии не можете.
Не забывайте также об имеющемся арбитре шин TСM и AHB. Даже шина TCM как не покажется странным не обеспечивает доступ к памяти за такт.
Так что верить можно только натурным испытаниям.

Конвейер это неотъемлемая часть ядра, точнее это и есть ядро. в ARM966E-S он 5ти ступенчатый и состоит из следующих фаз - Fetch,Decode,Execute,Memory Writeback. Он неможет не изменятся не выключатся. Вы наверное путаете конвейер с так называемым "Pre-Fetch Que and Branch Cache" это ускоритель памяти и это разные вещи.

[HardJoker]

По моему из контекта обсуждения достаточно ясно, что речь шла о конвеере команд считанных из FLASH, а не о ядерном.
Конвеер самого ARM-а мало кому интересен, ибо как правильно заметили он не регулируем.
Но вы упустили нюанс, что за ядром стоит реализация шины памяти в исполнении ST о которой вы ничего не знаете, и соответственно ничего теоретически предположить о ее быстродействии не можете.
Не забывайте также об имеющемся арбитре шин TСM и AHB. Даже шина TCM как не покажется странным не обеспечивает доступ к памяти за такт.
Так что верить можно только натурным испытаниям.

Не хочется плодить новую тему, поэтому спрошу снова здесь. Я пользуюсь библиотеками от IAR-WB 4.40 для STR912. Дополнять, а тем более переписывать их нет никакой возможности. Появилась жизненная необходимость назначить несколько (внутренних - 1, внешних - 3) прерываний вложенными. Как это сделать в рамках того инструментария, который имеется в IDE? Прежде всего имеется ввиду библиотека 91x_it.c с болванками под обработчики прерывания. Примеров на STR91x по вложенным прерываниям я пока не нашел.

[MALLOY2]

Конвеер самого ARM-а мало кому интересен

После чего возникают вопросы

восемь операторов на ассемблере за 1.6мкс?!!

, ядро самое важно, так как неправельно написанный код может снизить производительность в 5 раз ! если програмиимть на асме, и 2-3 раза если на высоком уровне (как ни как но компилятор всеравно пытается под конвеер подстроится). А если приэтом еще неучитывать особенностей шин и их арбитров так вобще тормоз будет. Так что я вашим натурным испытания никогда не поверю

Даже шина TCM как не покажется странным не обеспечивает доступ к памяти за такт.

В мануале все хорошо расписано как работают шины. Вопрос в следующем что вы подрозумеваете под словом ТАКТ ?

[AlexandrY]

Вот обработчик с разрешением вложенных прерываний.

Не хочется плодить новую тему, поэтому спрошу снова здесь. Я пользуюсь библиотеками от IAR-WB 4.40 для STR912. Дополнять, а тем более переписывать их нет никакой возможности. Появилась жизненная необходимость назначить несколько (внутренних - 1, внешних - 3) прерываний вложенными. Как это сделать в рамках того инструментария, который имеется в IDE? Прежде всего имеется ввиду библиотека 91x_it.c с болванками под обработчики прерывания. Примеров на STR91x по вложенным прерываниям я пока не нашел.