大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家介紹的是飛思卡爾i.MX RT1xxx系列MCU的性能-CoreMark
大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家介紹的是恩智浦i.MX RT1xxx系列MCU的性能。
在前面的文章 i.MXRT1xxx微控制器概覽 裡，痞子衡給大家簡介過恩智浦半導體在2017年推出的新一代跨界微控制器i.MX RT1xxx系列，該系列第一款晶片i.MXRT105x性能完爆同時期市面上所有的微控制器，官方公布的CoreMark跑分高達3020，有人可能不明白這個數字意味着什麼，作為對比，我們再來看看意法半導體最流行的晶片STM32F103RB，它的CoreMark是108（此處應該有類似My God的尖叫），真是沒有對比就沒有傷害，那麼i.MXRT105x性能到底有沒有這麼強？今天痞子衡為大家實測一下。
關于CoreMark标準的基本知識，痞子衡之前專門寫過一篇文章 微控制器CPU性能測試基準(EEMBC-CoreMark) ，本篇就是基于了解CoreMark基本知識之後的一次實踐。來，讓我們開始吧。
要開始實測i.MXRT105x的CoreMark，首先你得有一塊開發闆，恩智浦官網上有i.MXRT105x配套的評估闆，如下圖所示，痞子衡今天用的就是這塊闆子，闆載主晶片型号為iMXRT1052DVL6。
ARM Cortex-M微控制器的內建開發環境有很多，其中IAR EWARM憑借優良的特性備受廣大工程師青睐，且痞子衡在CoreMark标準基本知識介紹文章的最後貼出了一張iMXRT1050與STM32H743性能對比圖，其中CoreMark跑分就是在IAR下得到的，是以今天痞子衡也選用IAR作為軟體環境，具體版本為IAR EWARM v8.20.2。
在開始移植CoreMark程式到i.MXRT1052上之前，我們需要先有一個i.MXRT1052的基本hello world的例程，當然我們可以對着資料手冊自己從頭寫一個，但是這裡痞子衡推薦使用官方軟體開發包。
注冊并登入恩智浦官網，來到 MCUXpresso SDK Builder 頁面，在"Select Development Board"裡選擇EVKB-IMXRT1050後點選Build MCUXpresso SDK後跳轉到下一個頁面，在"Developer Environment Settings"裡選擇IAR并點選Download SDK後便可得到SDK_2.3.1_EVKB-IMXRT1050.zip，下面是痞子衡下載下傳的開發包具體版本資訊：
給i.MXRT1050 EVK闆子供電（J2口接5V輸出的電源），并且使用USB線連接配接電腦與闆子的J28 USB口，此時在裝置管理器應該可以看到USB虛拟的序列槽（EVK闆載OpenSDA調試器内含USB轉序列槽功能，如果看不到序列槽，請自行安裝PE Micro驅動）。
打開前一步下載下傳的開發包裡的\SDK_2.3.1_EVKB-IMXRT1050\boards\evkbimxrt1050\demo_apps\hello_world\iar\hello_world.eww工程，确認工程option裡linker檔案選擇的是MIMXRT1052xxxxx_ram.icf，然後J21 JTAG口連接配接上Jlink Plus直接将工程下載下傳進主晶片的RAM運作。
如果工程運作正常，你在序列槽調試助手（115200，8N1）裡應該能看到"hello world."列印輸出。
以hello_world工程為基礎，将從EEMBC官網下載下傳到的coremark_v1.0.tgz包解壓，将\coremark_v1.0\以及\coremark_v1.0\barebones\路徑下的如下所有源檔案(.c或.h)全部拷貝到hello world工程目錄下
将上面的所有coremark源檔案全部添加進hello_world工程，并從工程中移除原主函數入口檔案hello_world.c，此時基本coremark工程就完成了。但注意此時工程無法編譯，因為從\coremark_v1.0\barebones\下拷貝的源檔案還需要進一步修改。
程式移植的第一步是實作闆載初始化，編譯上一步建好的coremark工程會報這樣的錯誤error "Call board initialization routines in portable init (if needed), in particular initialize UART!\n"。其實這是coremark作者故意在core_portme.c裡的portable_init()函數裡留下的提示，我們需要用i.MXRT1052的闆級初始化函數替代這個#error，打開之前移除的hello_world.c檔案，将其中闆級初始化函數調用拷貝到portable_init函數中：
原hello_world裡的BOARD_InitHardware已經包含了系統時鐘以及UART初始化，是以這裡的移植工作就算結束了。
程式移植的第二步是實作計時功能，由于CoreMark得分其實是機關時間内跑了多少次CoreMark程式，是以CoreMark工程必須要有計時功能。編譯coremark工程會報這樣的錯誤error "You must implement a method to measure time in barebones_clock()! This function should return current time.\n"，這也是coremark作者故意在core_portme.barebones_clock()函數裡留下的提示。
關于計時器，第一個想到的自然是Cortex-M核心裡的SysTick，不過考慮到coremark程式是要跑在600MHz的主頻下，而SysTick計時器隻有24bit，也就是說即使SysTick->LOAD設最大的reload值0xFFFFFF，也将每隔0.02796s(0x1000000/600MHz)産生一次SysTick中斷，而CoreMark程式至少要跑10s以上，在coremark運作的10s内會産生357次（10/0.02796）SysTick中斷，這無疑會降低coremark得分，是以SysTick直接被pass。(備注：SysTick->CTRL[2]用于選擇SysTick的時鐘源，預設1'b0為Core Clock，1'b1為外部clock，暫未研究這裡的外部clock在i.MXRT105x上是否能用)。
翻看i.MXRT1052的參考手冊，其支援的計時器種類很多，有GPT、PIT、TMR、WDOG，就選擇比較常用的32bit計時器PIT吧。
之前下載下傳的軟體包裡也有PIT的例程\SDK_2.3.1_EVKB-IMXRT1050\boards\evkbimxrt1050\driver_examples\pit，打開pit.c檔案将其中PIT初始化相關代碼放入新定義的timer_pit_init()函數中并在portable_init()中調用timer_pit_init()一次以完成PIT初始化。
barebones_clock()函數中的#error也需要被PIT_GetCurrentTimerCount()函數替換，此外還需要添加定義#define CLOCKS_PER_SEC (24000000)，因為我們會在clock_config.c檔案裡的BOARD_BootClockRUN()函數最後添加如下語句以選擇OSC作為PIT計時時鐘，而EVK闆載外部XTALOSC晶振是24MHz。
有朋友可能會好奇，我們似乎沒有使能和實作PIT中斷，其實在目前coremark工程下沒有必要，因為PIT中斷每隔178s(0x100000000/24MHz)才會觸發一次，而我們隻需要執行幾十秒就夠了，是以即使使能和實作PIT中斷也用不到，當然如果能實作PIT中斷更好，萬一我們讓coremark程式執行超過178s，不實作PIT中斷就會導緻計時出錯。
程式移植的第三步是實作序列槽列印功能，由于hello_world工程已經包含序列槽列印功能，是以這裡的修改比較簡單。
2.2裡隻是将基本CoreMark功能移植完成，但此時coremark工程還是無法編譯，因為還有一些CoreMark配置沒有确定，都在coremark_portme.h裡，需要重定義下面三個宏，并且IAR的優化選項也要設定如下圖所示：
到這裡CoreMark的移植工作就完全結束了，此時coremark工程也應該能正常編譯了。為得到最高的CoreMark得分，最後需要再确定兩件事：一、Core Clock是否确定配置為600MHz；二、工程代碼段/資料段是否放在了ITCM/DTCM RAM。
打開clock_config.c檔案，檢視BOARD_BootClockRUN()函數，ARM Core/AHB時鐘确實都為600MHz。
再打開MIMXRT1052xxxxx_ram.icf檔案，檢視text段确實放在了ITCM裡(0x0 - 0x7FFFF)，data段确實放在了DTCM裡（0x20000000 - 0x2007FFFF）。
還等什麼？将coremark工程趕緊下載下傳進晶片并打開序列槽調試助手看CoreMark得分啊。痞子衡實測的CoreMark得分為2952，這與官方标稱的3020有一點差距。
對于coremark得分沒上3000，痞子衡感到不服啊，那怎麼提高coremark得分？痞子衡試盡方法（改編譯器選項、調coremark配置）均無功而返，後來無意中看到EEMBC上跑出3036得分的IDE（編譯器）是IAR 7.80，于是死馬當活馬醫吧，痞子衡也在IAR 7.80.4上運作了一次，得到了3017分，原來這微小差異取決于編譯器版本，真相大白。
想偷懶的朋友直接移步痞子衡的github https://github.com/JayHeng/Cortex-M-Apps 去下載下傳移植好的工程，工程在\Cortex-M-Apps\apps\coremark_imxrt1052\bsp\下面，build8202和build7804分别對應不同的IAR版本。
至此，恩智浦i.MX RT1xxx系列MCU的CoreMark性能與實測痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪裡~~~
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衡傑(痞子衡)，目前就職于恩智浦MCU系統部門，擔任嵌入式系統應用工程師。
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