【STM32H735-DK 测评】②CoreMark测试评分

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在开箱篇中我们说到，H735最大的特点就是主频来到了550MHz，这个频率在STM32的MCU系列中应该是最高的了，那么这么高的主频就很让人好奇他CoreMark测试评分能到多少，在开发板的盒子上有写到coremark是2777分，那我就要复测一下试试看

一.测试环境

首先介绍一下我的测试环境

电脑：Win10 64位

开发板：STM32H735-DK

CUBEMX：6.8.1

STM32Cube MCU Package for STM32H7 Series：1.11.1

IDE：Keil 5.37.0.0 + AC6

Keil Pack：STM32H7xx_DFP 3.1.0

二.coremark介绍

在coremark的官网对coremark的定义：“CoreMark is a simple, yet sophisticated benchmark that is designed specifically to test the functionality of a processor core. Running CoreMark produces a single-number score allowing users to make quick comparisons between processors.”，翻译过来就是“CoreMark是一个简单而复杂的基准测试，专门用于测试处理器核心的功能。运行CoreMark产生一个单数字分数，允许用户快速比较处理器。”比较朴素的理解就相当于单片机界的“鲁大师”，他是一套基准的测试程序，用于测试CPU的性能，通过它就可以侧面体现CPU的性能。

其官网链接：https://www.eembc.org/coremark/，我们可以在这里看到各个芯片的分数，以及文档、代码等信息

三.工程创建及移植调试

这里是实战部分，默认大家已经准备好了测试环境的所有软件。这部分大致分为以下几个部分：coremark源码下载、CUBEMX配置参数及生成Keil工程、coremark移植、工程调试

3.1 coremark源码下载

首先来到coremark的官网，点击download，会跳转github，我们需要把仓库clone下来，以获取源码（具体clone操作就不赘述了，如果打开github或者clone遇到问题的，我会在附件中上传clone下来的仓库）

看一下当前是否处于最新的提交位置

OK，第一步完成

3.2 CUBEMX配置参数及生成Keil工程

打开cubemx，我们选择从选择MCU开始工程

使用左边的筛选工具，快速找到我们开发板的主控芯片STM32H735IGK6

配置需要使用的外设及时钟树

先开启SWD调试接口

设置RCC，把高速时钟源选择外部晶振

配置时钟树，高速时钟选择外部晶振，不用默认的内部RC，把主频拉满

配置串口，因为ST-Link有一个虚拟串口连接到H735上，所以我就直接用这一个串口，看一下原理图，是串口3

需要特别注意的是，CUBEMX中默认的串口3引脚是PC10、PC11，需要手动去右侧的芯片引脚图上重新定义真正使用的引脚（PD8/PD9）

修改后

最后我们要开启CPU ICache和CPU DCache，这两个一定要开启，否则分数就只有五百多分，低的离谱（这个侧面反映了CPU ICache和CPU DCache对芯片性能的巨大提升）

我这里提前放一下两个都不开启的分数

最后填写一下Project Manager

工程名字我就叫coremarkTest，路径选择一下。然后IDE因为我用Keil就选择MDK-ARM，后面的最小版本我就选择5.32，我用的是5.37，是可以满足的，如果你的Keil版本比较旧，那么这个参数就要小于你的版本。最后Heap和Stack都调的大一点，我看网上别人说会遇到太小导致进Hardfault，我就直接全给调整成0x2000，铁定够用

然后库我就默认使用HAL库，不改了。其实我最喜欢的还是LL库，一旦有问题，单步调试可以直接看到对寄存器的操作，配合手册查问题很有效，而且他的效率很高。不过这次我外设部分就只用一个串口，那就不换了

OK，点击右上角“GENERATE CODE”生成工程

3.3 coremark移植

移植coremark需要用到仓库中的以下几个文件

在生成的工程路径下，新建一个文件夹用于存放这几个文件

然后打开Keil工程，创建一个新的组，把coremark的.c全部添加进去，然后再把.h的路径也添加一下

接下来来实现coremark需要使用的各个接口函数

首先是重定向printf，因为在coremark中会需要使用printf函数将测试结果输出

1. #include "stdio.h"

复制代码

1. int fputc(int ch, FILE *f)
   
2. {
   
3.   HAL_UART_Transmit(&huart3, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
   
4.   return ch;
   
5. }

复制代码

然后需要在魔法棒里勾选“Use Micro LIB”

然后是main函数的处理，因为我们的工程已经自带一个main了，在coremarkTest\Core\Src\main.c。在coremark中也有一个main，这两个会冲突。大部分的文章都是去除自带的main，但是这样有个问题，如果我还要再用cubemx调整配置，重新生成工程，那么删除的main又会变回来，所以我需要保留自带的main，只需要把coremark的main改名，我就叫coremark_main，然后在自带的main中的while1前调用

然后是各个port，在core_portme.c中，主要是一个初始化还有各个与时间相关的接口

首先是portable_init，这里是用来初始化各种东西，但是因为我们已经在工程自带的main中已经完成时钟、串口等的初始化，所以这个函数我不需要修改

然后是各种timer相关的接口start_time/ stop_time/ get_time。Timer使用的是systick，1ms进入一次中断，在中断中更新计数，从而为coremark提供时间相关的信息

CUBEMX生成的工程中，已经默认配置了systick，并且时间也刚好是我们所需要的1ms，所以这部分我就不需要去配置和初始化了

start_time/ stop_time/ get_time中的内容我们其实也不用修改，因为里面很多内容都是用来宏定义，所以只需要修改宏定义的对应内容即可，需要修改点如下

1. #include "stdint.h"

复制代码

1. extern uint32_t HAL_GetTick(void);
   
2. #define NSECS_PER_SEC              1000
   
3. #define CORETIMETYPE               int32_t
   
4. #define GETMYTIME(_t)              (*_t = HAL_GetTick())
   
5. #define MYTIMEDIFF(fin, ini)       ((fin) - (ini))
   
6. #define TIMER_RES_DIVIDER          1
   
7. #define SAMPLE_TIME_IMPLEMENTATION 1
   
8. #define EE_TICKS_PER_SEC           (NSECS_PER_SEC / TIMER_RES_DIVIDER)

复制代码

最后一个文件就是core_portme.h，需要修改一个宏定义，增加一个宏定义

需要修改的是#define COMPILER_FLAGS FLAGS_STR

FLAGS_STR没有被定义，不修改的话，编译时会报error，说找不到FLAGS_STR。

我看了一下代码COMPILER_FLAGS都是在ee_printf中使用的，ee_printf就是printf被重新define。这个参数就是用于打印，把编译优化等级打印出来，至于里面的内容是什么与真正的编译优化等级其实无关，你写啥他就打印什么（在这个宏定义的上面还可以修改Compiler version，但是由于编译不报错，我就懒得改了）

他这里给示例了，那我就照着写"-O3"

1. #define COMPILER_FLAGS  "-O3"

复制代码

最后还要添加一个宏定义，这个参数并没有想上个参数那样，有一个define，需要我们手动添加（搞不懂coremark源码里为什么要这么搞，两个不一致，强迫症表示很难受）

1. #define ITERATIONS 40000

复制代码

这个参数直译是迭代次数，我根据实践的理解是，计算的总次数。coremark要求至少跑10s，但是他跑的总时间并不是用一个timer控制，时间到了停止。而是使用加减ITERATIONS的值来改变总运行时间，换而言之性能越好的芯片，这个值要越大，否则无法运行到10S。所以这个值具体填多少要根据你的芯片性能来决定。

到此为止，所有工作都完成了

3.4 工程调试

尝试编译一下，很好，没有error，只有一个警告，这个警告问题不大

但是这个编译无敌慢，原因是工程默认使用AC5，现在最新的是AC6了，切换成AC6就可以编译的很快

切换AC6，从1：46变成0：28，快了好多

然后还需要在魔法棒里设置一下，下载好程序后自动复位并运行。然后在coremark_main前面手动加一句printf，用来指示开始运行coremark（这里我又要吐槽了，为什么他开始运行coremark前不能打印一句告诉我开始了）

1. printf("Start CoreMark Test\r\n");

复制代码

终于成功跑起来了，结果如下

2384，和2777差了好多。

为了更高的分数，还要再提升一下优化等级为-Ofast（这个要使用AC6，AC5最高只能-O3）

Misc Controls填写

1. -Omax

复制代码

（顺手把之前COMPILER_FLAGS定义的-O3改成-Ofast，不然回头串口打印的还是-O3）

2746，和2777差不多了，这个分数是我能跑出来的极限了。现在唯一可以提升的方法就是更换使用IAR，据说IAR的优化更好，分数是跑的最高的，但是我没有用过IAR就不尝试了

四.结果

序号	是否开启CPU ICache	是否开启CPU DCache	优化等级	分数	备注
1	/	/	/	2777	ST官方的测试分数
2	是	是	-Ofast	2746	/
3	是	是	-O3	2384	/
4	否	否	-O3	533	/