FPGA — измерение задержки ЦП с переполнением стека C /

Question

FPGA — измерение задержки ЦП с переполнением стека C /

Я пытаюсь измерить задержку чтения / записи между процессором ARM и FPGA на одной плате. Мне интересно, достаточно ли использовать глобальный таймер, чтобы сообщить об этой задержке в виде тактовых циклов, потому что ARM и FPGA работают на разных частотах.
Мой сценарий

    resetTimer();
startTimer();
for(i=0; i<1000; i++) {
T1 = readTimer();
writeToFpgaIP(int* regAddress, int data);
T2 = readTimer();
storeInArray(T2-T1);
}
StopTimer();
latency  = sum (array_write_timing[]) / 1000;
-*-*-*-End algo-*-*-*

2

arm c++fpga timer

Решение

Другие решения

Измените свой алгоритм так, чтобы он был более точным,

resetTimer();
startTimer();
T1 = readTimer();
for(i=0; i<1000; i++) {
writeToFpgaIP(int* regAddress, int data);
}
T2 = readTimer();
StopTimer();
latency  = (T1-T2) / 1000;

Вы можете попытаться измерить издержки цикла, создав еще один цикл, который имитирует существующий цикл и рассчитывает его время. Например, если writeToFpgaIP это функция,

  dummyCall(int* regAddress, int data){}
dummyWrite(int* regAddress, int data){volatile int foo = data;}

dummyCall это просто посмотреть накладные расходы вызова функции компиляторов и dummyWrite сравнивать шину FPGA с вашей основной памятью (или кешем).
Изучите ассемблер, чтобы убедиться, что компилятор не оптимизировал его, и дважды проверьте, что он похож на цикл тестирования. Возможно, вам придется поработать с параметрами компилятора, чтобы цикл с dummyCall (или же dummyWrite) структурирован так же, как writeToFpgaIP,

Использование осциллографа выгодно, но оно будет измерять только синхронизацию на стороне FPGA. Вы не можете охватить то, что происходит с данными после того, как они попадут на контакты CPU / SOC. Таким образом, использование обоих методов может быть полезным; убедитесь, что они подтверждают друг друга.

Если нет, то для улучшения доступа к порту / шине, к которой вы подключаете ПЛИС, может потребоваться некоторое исследование на стороне ARM.

3

Независимо от того, как реализованы вызовы readTimer () (это может быть простое чтение локального периферийного устройства), ваш тест, как написано, чередует критическую запись с другой обработкой. В зависимости от ядра, это может показать один цикл (для STR). К тому времени, когда цикл возобновляется, возможно, что STR завершен.

маловероятно, что ваш тест представляет собой реальную проблему, которую вы пытаетесь решить. Даже если вы повторяете STR в цикле 1000 раз, вы все равно не наблюдаете фактическую задержку, теперь вы смотрите на пропускную способность потоковой передачи на FPGA, что возможно.

В зависимости от системы задержка означает, насколько быстро (из определенного события) ядро может инициировать ответ в FPGA. Классически это может быть IRQ, передача некоторых данных в ПЛИС, возврат ответа, запись на периферийное устройство (если только ПЛИС не управляет контактами).

Немного лучшим подходом может быть запись данных в FPGA, считывание регистра FPGA (энергозависимый, область устройства), использование данных и их зацикливание.

В зависимости от системы памяти устройства это все еще может не дать результата, который связан с производительностью системы (например, Cortex-R8, Cortex-M0 будут в очень разных системах).

0

Вместо того, чтобы использовать внешний прицел или логический анализатор, я склонен добавлять измерение производительности в ПЛИС. Таким образом, я могу измерить общее и среднее количество циклов для обработки запросов от ЦП, а также измерить нагрузку на ЦП, выполняя взаимные запросы и измеряя общее количество прошедших циклов. Я также часто измеряю количество данных, передаваемых в любом направлении.

0

Источник

Accepted Answer

В зависимости от задействованных интервалов времени (мсек, микросекунд, наносекунд) вы можете потерять гранулярность в вызовах readTimer. Более точный способ — использовать аппаратный зонд и осциллограф. Установите высокую контрольную точку при входе в подпрограмму writeToFPGA и низкую при выходе. Более новые области могут усреднить ширину импульса для вас, но даже если у вас нет такой возможности, вы увидите абсолютное время и почувствуете изменчивость.

3