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ESM6802（ iMX6-WEC7）多核性能测试

2017-3-24 14:26:03 2050

　　ESM6802是英创公司推出的基于Freescale i.MX6DL双核处理器(ARM Cortex-A9，主频1GHz)的高性能工控主板，预装正版Windows Embedded Compact 7(WEC7)嵌入式操作系统，WEC7一个最重要的特性就是对多核处理器的支持(Symmetric Multi-Processing(SMP))，下面将通过应用程序来测试在单核和多核情况下系统的执行情况，为了更直观的比较，同时参与测试的还有ESM3354，ESM3354是基于TI Coertex-A8处理器的工控主板，CPU主频1GHz，同样预装WEC7操作系统。

　　所设计的测试程序代码如下，其中的TestSmp函数有两个输入参数，第一参数表示要创建测试线程的数量，第二个参数为所创建线程的运行时长。cbTestSmp是被创建的测试线程，测试线程主要是在一个while循环中，反复读取内存变量然后与预设值进行比较，在运行设定的时间后自动退出循环，其中的threadParam->loops变量会记录下while循环总共执行的次数。

　　typedef struct _SMP_THREAD_PARAM

　　{

　　 UINT32 durationMs;

　　 UINT32 threadId;

　　 UINT64 loops;

　　 BOOL bSetAffinity;

　　 UINT32 sandBoxSize;

　　 LPVOID sandBoxStart;

　　}SMP_THREAD_PARAM, *PSMP_THREAD_PARAM;

　　ULONG cbTestSmp(LPVOID param)

　　{

　　 PSMP_THREAD_PARAM threadParam = (PSMP_THREAD_PARAM)param;

　　 DWORD tStart = GetTickCount();

　　 UINT8 *buffer = (UINT8 *)threadParam->sandBoxStart;

　　 wprintf(L"Ahou, Thread %d, running for %d msrn", threadParam->threadId,

　　 threadParam->durationMs);

　　 // Write to sandbox

　　 for (UINT32 i = 0; i < threadParam->sandBoxSize; i++)

　　 {

　　 buffer = (UINT8)(i);

　　 }

　　 while ( (GetTickCount() - tStart) < threadParam->durationMs)

　　 {

　　 // Read back from sandbox

　　 for (UINT32 i = 0; i < threadParam->sandBoxSize; i++)

　　 {

　　 if (buffer != (UINT8)(i))

　　 {

　　 wprintf(L"Thread %d : error at byte %d for loop %I64d !!rn",

　　 threadParam->threadId, i, threadParam->loops);

　　 }

　　 threadParam->loops++;

　　 }

　　 wprintf(L"Thread %d : terminatingrn", threadParam->threadId);

　　 return 0;

　　}

　　void TestSmp(UINT32 nNumOfThread, UINT32 durationMs)

　　{

　　 UINT32 i;

　　 PSMP_THREAD_PARAM threadParams;

　　 HANDLE *threadHandles;

　　 UINT64 totalLoops = 0;

　　 UINT32 sandBoxSize = 1024 * 128; // 128 kB

　　 HANDLE h_array[1];

　　 threadParams = (PSMP_THREAD_PARAM)malloc(nNumOfThread * sizeof(SMP_THREAD_PARAM));

　　 if (threadParams == NULL)

　　 {

　　 wprintf(L"Failed allocating thread params !rn");

　　 return;

　　 }

　　 threadHandles = (HANDLE *)malloc(nNumOfThread * sizeof(HANDLE));

　　if (threadHandles == NULL)

　　 {

　　 wprintf(L"Failed allocating thread handles !rn");

　　 return;

　　 }

　　 for (i = 0; i < nNumOfThread; i++)

　　 {

　　 threadParams.bSetAffinity = TRUE;

　　 threadParams.threadId = i;

　　 threadParams.durationMs = durationMs;

　　 threadParams.loops = 0;

　　 threadParams.sandBoxSize = sandBoxSize;

　　 threadParams.sandBoxStart = malloc(sandBoxSize);

　　 threadHandles = CreateThread(NULL, 0, cbTestSmp, &threadParams, 0, NULL);

　　 wprintf(L"Thread handle %d : 0x%xrn", i, threadHandles);

　　 }

　　 h_array[0] = threadHandles[0];

　　 DWORD res = WaitForSingleObject(h_array[0], INFINITE);

　　 Sleep(500);

　　 if (res == WAIT_TIMEOUT)

　　 {

　　 wprintf(L"Timeout waiting for threads !rn");

　　 }

　　 else

　　 {

　　 wprintf(L"All threads exitedrn");

　　 }

　　 for (i = 0; i < nNumOfThread; i++)

　　 {

　　 wprintf(L"Thread %d did run %I64d loopsrn", i, threadParams.loops);

　　 totalLoops += threadParams.loops;

　　 free(threadParams.sandBoxStart);

　　 CloseHandle(threadHandles);

　　 }

　　 wprintf(L"Total number of loops %I64d (%I64d millions)rn", totalLoops,

　　 totalLoops / 1000000);

　　 free(threadHandles);

　　 free(threadParams);

　　}

　　将上述测试代码编译生成为exe文件，分别在ESM3354和ESM6802上运行，设置while循环的执行时间均为10000ms，测试结果如下：

1、创建单个线程

测试主板与线程
ESM3354（1GHz单核 Cortex-A8）
ESM6802（1GHz双核Cortex-A9）
　循环次数
6791
7493

　　当测试程序只创建一个测试线程时，ESM3354的while循环执行了6791次，ESM6802执行7493次，虽然ESM6802为双核处理器，但由于程序只有一个线程，即同一时刻只有一个线程在运行，所以在相同的时间内，循环的次数仅略多于ESM3354。由于ESM3354和ESM6802的CPU主频同样都是1GHz，所以可以认为ESM6802多出的循环次数也就是Cortex-A8与Cortex-A9在代码执行效率上的差别。

2、创建两个线程

测试主板与线程
ESM3354（1GHz单核 Cortex-A8）
ESM6802（1GHz双核Cortex-A9）
　线程1循环次数
3390
7438
　线程2循环次数
3442
7452
　总循环次数
6832
14890

　　当测试程序创建了两个线程时，ESM3354会将CPU资源大约平均的分配给两个线程，如上表中线程1执行了3390次，线程2执行了3442次，两个线程总共执行的次数与只创建单个线程测试时的循环次数相当。ESM6802为双核CPU，在测试程序有两个线程的情况下，在同一时刻两个线程可以同时运行，所以总的循环次数大约是单个线程测试时的两倍。

　　通过上面的测试可以看到，在多线程情况下，如果操作系统支持多核处理器，那么双核CPU的运算能力将是单核CPU的两倍。

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