嵌入式软件的Mips计算

Question

我最近（并反复）询问客户关于运行我们软件所需的MIPS。通常我们能够通过向客户解释这实际上取决于cpu / os / hw（我们的软件是高度可移植的）和/或用例（即我们的软件如何使用）来摆脱这些问题。

但我最后一个不仅非常顽固，而且还提供了顽固的充分理由。 :)他想要估计，因为他不确定自己是否有足够的能力运行我们的软件，所以在此估算之前购买软件是不合逻辑的。 （我们无法提供演示/评估，因为在这个特定平台上运行需要大量工作。）

现在的问题是：有人在使用任何软件的任何软件上都有这样的任务吗？任何现实生活中的例子都会非常有用。我可以选择在许多操作系统和许多硬件上运行我们的软件。因此，如果您知道在任何硬件上进行此类估算的任何工具，我有可能使用它或者至少可以获得一个想法。知道我只知道如何测量eCosPro OS上的CPU负载。

修改

使用probe实际上是一个好主意，假设我可以创建一个只运行我的软件的控制环境我可以计算的所有指令都是我的，我猜探测器有一个接口来执行它。实际上我有几个不同的硬件调试器，如果有人有经验怎么做将是非常好的，我会明天阅读一些文档，希望能找到这方面的东西。

Answer 1

好的，你意识到这充满了免责声明＆amp;警告 - CPU速度，内存速度，缓存命中率，MMU页表刷新，总线争用等......（如果它是一个重型嵌入式系统）都会对决策产生重大影响....

说完 ....我会做的就是这个。获得一个实时操作系统（留在我身边），也许像FreeRTOS（免费，令人惊讶）或u / C-OS-II（不是商业用途，可能是$ 3K）。这些内核允许您检测代码以计算空闲CPU周期（空闲任务旋转循环）。

因此，将您的整个应用程序（或客户的应用程序）作为您同意的板上唯一（非空闲）任务运行（例如MPC860板，ARM7板等......）。通过RTOS测量电路板上的％CPU。 （例如“在以60 MHz运行的Flibber板上，我们的应用程序使用了12％的CPU。”

如果没有他们给你更多，反之亦然，这听起来像是一个非常合理的长度。

好处是，一旦你完成了这项工作，就可以将工作重新用于其他目标和/或板，也许这些数字可以帮助你增加销售和/或调整/优化你的软件。

祝你好运！

Answer 2

您是否有模拟器或调试器探针可以为您提供指令计数？您甚至不需要为正确的目标平台执行此操作，只需粗略的指令计数即可。

如果其他一切都失败了，请在您有权访问的任何平台上运行它，使用-MHz / customers-MHz的商来扩展运行时。这应该为您提供非常粗略估计客户将遇到的运行时间。

Answer 3

对于具有操作系统的系统，I / S是一个“弱”指标。

在细节方面，你要做的是

1. 找出最坏情况的指令路径并计算执行所需的循环次数（这意味着要读取该CPU的程序集并查看告诉您循环次数的CPU手册）。
2. 现在找出你的实时约束。
3. 然后使用＃1进行最坏情况周期。向上/向下调整CPU，直到它符合实时约束条件。
4. 添加一个软糖因子。

Answer 4

您需要做的第一件事就是为正确的操作提出某种标准。 这很大程度上取决于应用程序的性质 - 您的标准可能包括“必须在3ms内执行代码x”或“必须具有低于100ms的延迟”。 任何与定量测量无关的标准都很难，因为它是主观的。

找到正确操作的标准可以让您找到代码的关键部分。请记住，这些可以在角落情况下找到，而不是正常操作。

如果代码的这些关键部分很小，那么计算目标平台的指令将会相对简单。如果你有一个可能更容易的模拟器。 （取决于您可能需要进行模拟以确保它被执行的代码，但如果您有大量代码需要分析，这可能仍然比计算指令更容易）

如果你的关键代码很大，那么你可能需要做一些类似于JesperE的建议。除非您的应用程序针对价格非常敏感的行业，否则客户可能愿意接受计算中的一点松动 - 因此估算过高估计cpu要求的估算值更高。

我与JesperE建议的不同之处在于建议不要专注于MHz，而应关注目标的实际MIPS。例如，在测试平台上编译和执行代码 - 如果你有一个可能更好的分析器。然后编译客户目标的代码，并对生成的可执行文件中的指令数进行粗略比较。 然后，您可以将此比率以及测试和目标处理器的相对MIPS合并到执行时间的计算中。

Answer 5

你说你的软件是高度可移植的，所以我的建议是在最接近处理器架构，处理器指令集和内存/外设总线类型的平台上运行软件。测量必须实时运行的最长例程，然后估算它在架构上运行的时间。

Answer 6

大多数现代调试器使您能够查看所消耗的指令，例如; RVDS。此外，您可以使用处理器仿真器来获得一个体面的指令，而无需在平台上实际运行（如果您的代码是独立的，例如编解码器或加密模块，并且不依赖于板） - 请注意，这将为您提供说明，不是周期。您的电路板详细信息会影响周期（例如;等待状态，存储器访问等）

Answer 7

在我使用的两个处理器架构（MSP430F5X和AVR32）上，处理器内置了一个硬件循环计数寄存器。我通常有一个方案，当处理器不忙时，它处于低功耗空闲状态，处理器内核暂停。然后有两个选项来计算实际的处理器负载。我可以在周期性定时器功能中设置断点并读取执行的处理器周期数，或者我可以通过在操作开始和结束时读取该寄存器来检测特定进程。处理器空闲时间不会出现在循环计数中，因为此时CPU暂停。

您没有指定处理器架构，但可能存在此功能。

Answer 8

RapiTime声称可以对目标的最坏情况执行时间进行概率估计。我没有亲自使用它，但已经看过他们的演示......

如果您的目标与您的客户足够相似，您可以对其进行扩展以估算其平台上的WCET。然后，他们可以将其与当前系统的“备用”时间进行比较。