CoreMark 详解：嵌入式处理器性能测试工具

原创于 2025-02-25 00:01:31 发布 · 2.2k 阅读

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#性能优化 #单片机 #mcu #stm32 #arm

CoreMark 详解：嵌入式处理器性能测试工具

1. CoreMark 是什么？

CoreMark 是由 EEMBC（嵌入式微处理器基准评测协会） 开发的嵌入式处理器性能基准测试工具，用于评估处理器的核心性能，包括整数运算、控制流操作和内存访问等。其测试结果以 CoreMark/MHz 为单位，得分越高表示性能越强。

2. CoreMark 的测试用例

2.1 列表处理（List Processing）

目的：测试链表操作（遍历、插入、删除）的性能，评估分支预测和控制流效率。

实现方式：

使用链表数据结构，模拟指针操作和条件分支。

示例代码：

typedef struct list_data_s {
    uint16_t data16;
    uint16_t idx;
    struct list_data_s *next;
} list_data_t;

list_data_t *list_head = NULL;

void list_process() {
    list_data_t *p = list_head;
    while (p != NULL) {
        p->data16 = (p->data16 >> 1) | (p->data16 << 15); // 数据处理
        p = p->next; // 遍历链表
    }
}

2.2 矩阵操作（Matrix Multiply）

目的：测试整数运算和内存访问性能，尤其是矩阵乘法。

实现方式：

嵌套循环实现矩阵乘法，涉及大量乘加操作和内存读写。

示例代码：

#define N 32
int matrix_a[N][N], matrix_b[N][N], matrix_result[N][N];

void matrix_multiply() {
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        for (int j = 0; j < N; j++) {
            matrix_result[i][j] = 0;
            for (int k = 0; k < N; k++) {
                matrix_result[i][j] += matrix_a[i][k] * matrix_b[k][j]; // 矩阵乘法
            }
        }
    }
}

2.3 状态机操作（State Machine）

目的：测试分支预测和跳转性能。

实现方式：

模拟状态机切换，依赖条件判断和跳转指令。

示例代码：

typedef enum { STATE_A, STATE_B, STATE_C } state_t;
state_t state = STATE_A;

void state_machine() {
    switch (state) {
        case STATE_A:
            state = STATE_B; // 状态切换
            break;
        case STATE_B:
            state = STATE_C;
            break;
        case STATE_C:
            state = STATE_A;
            break;
    }
}

2.4 CRC（循环冗余校验）

目的：测试位操作（位移、异或）和逻辑运算性能。

实现方式：

计算数据流的 CRC 校验值。

示例代码：

uint16_t crc16(const uint8_t *data, uint32_t length) {
    uint16_t crc = 0xFFFF;
    for (uint32_t i = 0; i < length; i++) {
        crc ^= (uint16_t)data[i] << 8;
        for (uint8_t j = 0; j < 8; j++) {
            if (crc & 0x8000) {
                crc = (crc << 1) ^ 0x1021; // CRC-16 多项式
            } else {
                crc <<= 1;
            }
        }
    }
    return crc;
}