英创信息技术ESM6802（ iMX6-WEC7）多核性能测试

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。

typedefstruct_SMP_THREAD_PARAM

{

UINT32 durationMs;

UINT32 threadId;

UINT64 loops;

BOOL   bSetAffinity;

UINT32 sandBoxSize;

LPVOID sandBoxStart;

}SMP_THREAD_PARAM, *PSMP_THREAD_PARAM;

ULONGcbTestSmp(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 ms\r\n", threadParam->threadId,

threadParam->durationMs);

// Write to sandbox

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

{

buffer[i] = (UINT8)(i);

}

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

{

// Read back from sandbox

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

{

if(buffer[i] != (UINT8)(i))

{

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

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

}          

}      

threadParam->loops++;

}

wprintf(L"Thread %d : terminating\r\n", threadParam->threadId);

return0;

}

voidTestSmp(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 !\r\n");

return;

}

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

if(threadHandles == NULL)

{

wprintf(L"Failed allocating thread handles !\r\n");

return;

}

for(i = 0; i < nNumOfThread; i++)

{

threadParams[i].bSetAffinity = TRUE;

threadParams[i].threadId = i;

threadParams[i].durationMs = durationMs;

threadParams[i].loops = 0;

threadParams[i].sandBoxSize = sandBoxSize;

threadParams[i].sandBoxStart = malloc(sandBoxSize);

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

wprintf(L"Thread handle %d : 0x%x\r\n", i, threadHandles[i]);

}

h_array[0] = threadHandles[0];

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

Sleep(500);

if(res == WAIT_TIMEOUT)

{

wprintf(L"Timeout waiting for threads !\r\n");

}

else

{

wprintf(L"All threads exited\r\n");

}

for(i = 0; i < nNumOfThread; i++)

{

wprintf(L"Thread %d did run %I64d loops\r\n", i, threadParams[i].loops);

totalLoops += threadParams[i].loops;

free(threadParams[i].sandBoxStart);

CloseHandle(threadHandles[i]);

}

wprintf(L"Total number of loops %I64d (%I64d millions)\r\n", 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。