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從體系結(jié)構(gòu)探討為什么軟件模擬的cycles數(shù)與實(shí)際運(yùn)行會(huì)存在差異 |
| 作者：ahwei 欄目：ARM技術(shù) |
在ads,keil或者是其他可以軟件模擬的編譯環(huán)境中，軟件仿真時(shí)一個(gè)函數(shù)的執(zhí)行時(shí)間，與實(shí)際運(yùn)行時(shí)測(cè)試回存在較大的差距，我在測(cè)試一個(gè)匯編函數(shù)時(shí)，軟件模擬算出來需要２７００多個(gè)cycles，而實(shí)際測(cè)試時(shí)卻花了3700多個(gè)cycles. 對(duì)于軟件模擬器計(jì)算的cycles采用什么算法還沒研究過，但推測(cè)可能是從匯編的角度靜態(tài)的看每條指令要多少個(gè)cycle． 雖然象５１核這樣的處理器不存在高級(jí)流水線，但事實(shí)上還是有比較簡(jiǎn)單的流水，當(dāng)前指令執(zhí)行的時(shí)候預(yù)取下一條指令． 但是實(shí)際執(zhí)行時(shí)有于體系結(jié)構(gòu)的因素，會(huì)有很大不同，對(duì)于以馮諾伊曼結(jié)構(gòu)組織的存儲(chǔ)器，存在取指令和取操作數(shù)的結(jié)構(gòu)阻塞，當(dāng)前指令取操作數(shù)占用了數(shù)據(jù)總線，從而影響下一條指令的預(yù)取． 對(duì)與哈佛結(jié)構(gòu)組織的存儲(chǔ)器，指令空間和數(shù)據(jù)空間分開了，不存在上面的問題，但同時(shí)由于很多處理器是把常數(shù)放在指令rom中（處理器本身的設(shè)計(jì)中有讀取指令rom的指令)，比如51中的字符串，這樣當(dāng)前執(zhí)行指令也可能訪問rom,這樣還是存在阻塞，實(shí)際執(zhí)行的cycles應(yīng)當(dāng)比軟件仿真看到的cycles數(shù)要多． 對(duì)于象mips這些實(shí)現(xiàn)高級(jí)流水線的處理器，由于同時(shí)還有分支預(yù)測(cè)，動(dòng)態(tài)調(diào)度，寄存器重命名這些復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)，很多情況下及可能執(zhí)行的時(shí)間比用數(shù)指令方法計(jì)算出來的的cycles數(shù)要少． |
| 2樓： | >>參與討論 |
| 作者： 平常人 于 2006/11/27 9:42:00 發(fā)布：
你的軟件仿真有沒有把存儲(chǔ)器的等待周期算進(jìn)去？中斷、DMA呢？ |
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| 3樓： | >>參與討論 |
| 作者： ahwei 于 2006/11/27 9:52:00 發(fā)布：
不存在中斷． LPC2106上做的實(shí)驗(yàn)，定時(shí)器設(shè)置為記時(shí)方式，不存在中斷．其他環(huán)境沒目前還沒做實(shí)驗(yàn)，但是部門其他人遇到過類似的問題 當(dāng)初進(jìn)公司時(shí)面試就問這個(gè)問題，當(dāng)時(shí)猜測(cè)是體系結(jié)構(gòu)方面的問題，呵呵． |
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| 4樓： | >>參與討論 |
| 作者： computer00 于 2006/11/27 10:26:00 發(fā)布：
我認(rèn)為像這樣的執(zhí)行時(shí)間問題，軟件仿真是可以做到跟實(shí)際一樣的 因?yàn)檫@是一個(gè)確定系統(tǒng)。 應(yīng)該是軟件設(shè)計(jì)得不夠完善，需要再改進(jìn)。 proteus里面也可以仿真ARM，拿這個(gè)來仿真一下，看看結(jié)果是什么？樓主可以去試試，偶就準(zhǔn)備偷懶拉， 在這里等結(jié)果~~~~~~~ |
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| 5樓： | >>參與討論 |
| 作者： 王紫豪 于 2006/11/27 13:24:00 發(fā)布：
我等 |
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| 6樓： | >>參與討論 |
| 作者： HWM 于 2006/11/27 15:28:00 發(fā)布：
按周期來算若不考慮中斷的話軟件模擬和實(shí)際執(zhí)行的周期數(shù)是一樣的 至少在我所使用過的 keil C51 和 ADS 1.2 是如此。 |
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| 7樓： | >>參與討論 |
| 作者： computer00 于 2006/11/27 16:03:00 發(fā)布：
樓上的估計(jì)你觀察不仔細(xì)~~~~~~~ 我用keil仿真，不管是LPC213X ARM，還是ADuC702X ARM，結(jié)果都是仿真的比實(shí)際運(yùn)行的結(jié)果快~~~~~~~~ 你寫個(gè)讓IO口以最快的速度翻轉(zhuǎn)的程序，然后拿示波器來測(cè)量一下頻率你就會(huì)發(fā)現(xiàn)相差很大了。 |
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| 8樓： | >>參與討論 |
| 作者： zhiwei 于 2006/11/28 9:11:00 發(fā)布：
當(dāng)然不一樣了 比如發(fā)生一次跳轉(zhuǎn)，流水線要刷新，CPU會(huì)停止幾個(gè)周期的，軟件仿真會(huì)忽略這個(gè)時(shí)間。有cache無cache就不一樣了，如果有cache，兩個(gè)完全一樣的系統(tǒng)運(yùn)行效果也大不一樣，cache會(huì)帶來不確定性。 |
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| 9樓： | >>參與討論 |
| 作者： computer00 于 2006/11/28 9:45:00 發(fā)布：
我的程序沒有跳轉(zhuǎn)，也照樣比仿真的來得慢。 |
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