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基准程序评测方法与Tensilica处理器性能评价

发布时间:2007/8/28 0:00:00 访问次数:711

基准程序评测方法是微处理器性能评价的重要尺度。本文在介绍基准测试程序的基础上,重点对CPU基准测试、嵌入式处理器和媒体处理器基准程序测试进行了分析,并给出了Tensilica微处理器与其它几款当今重要的微处理器的EEMBC和BDTI评测结果。
嵌入式和媒体基准测试程序包括EDN嵌入式微处理器测试程序组EEMBC(嵌入式微处理器基准测试协会)、BDTI基准测试程序组、MediaBench测试程序组以及MiBench基准测试程序组。其中,EEMBC、BDTI已经称为嵌入式处理器和媒体处理器评测事实上的标准。
EEMBC主要是开发和验证现实世界的基准测试和基准测试得分,帮助设计师选择与系统适用的嵌入式处理器。提交EEMBC进行基准测试的所有处理器都需要进行代表不同载荷和性能参数的多项测试,如通信、网络、消费、办公自动化、汽车/工业、嵌入式Java和微控制器相关的应用。EEMBC的成员包括领先的半导体、IP供应商和编译器公司,EEMBC建立了基准测试标准,并通过EEMBC验证实验室(ECL)提供通过了验证的基准测试结果。
BDTI基准测试程序组由BDTI(Berkeley Design Technology)公司开发,该公司从1991年开始致力于数字信号处理器的评测工作。BDTI提供业界标准的BDTI基准测试程序,用于测试DSP处理器。BDTI还开发了用户定制的基准测试程序,专门用于某些应用领域的测试。BDTI测试程序包括FIR滤波器、IIR滤波器、FFT、向量点积和Viterbi译码。
MediaBench基准测试程序主要来自图像处理、通信和DSP应用领域。例如JPEG、MPEG、 GSM、G.721话音压缩、Ghostscript和ADPCM。JPEG主要是图像压缩,MPEG用于视频传输中的编解码。Ghostscript是Postscript语言解释器,ADPCM用于自适应差分脉冲编码调整。
MiBench是一个自由的嵌入式基准测试程序组,同EEMBC类似。由于EEMBC不对专用研究人员自由开发,故密执安的研究人员对35个嵌入式程序进行编译,形成了MiBench基准测试程序组。以EEMBC为模型,MiBench分成6类:汽车电子、消费类电子、网络、办公自动化、信息安全和电信。所有程序均采用C语言写成。MiBench可以和任何嵌入式平台接口,因为所有测试均是源码开放的。
EEMBC基准程序测试方法
EEMBC(EDN嵌入式微处理器基准组)基准测试程序组主要对嵌入式微处理器进行性能评测。EEMBC评测程序包括一系列能够反映实际的嵌入式应用领域。这些基准程序主要针对汽车电子、工业控制、消费电子、网络应用、办公自动化以及电信等领域。尤其重要的是,EEMBC对机器控制、数码相机、打印机、无线蜂窝电话、调制解调器等与嵌入式微处理器相关的应用非常适合。
EEMBC论坛从上述应用中得到了37个独立的算法,从而构成了EEMBC的第一个版本。事实上,EEMBC业已称为嵌入式处理器评测的业界标准。
BDTI 基准程序测试方法
微处理器用户对数字信号处理器进行选择时需要一种方法和依据,这种方法必须简单、易用,并且能够全面反映处理器的实际应用。处理器提供商经常采用MIPS和MFLOPS(每秒百万次浮点运算)作为处理器速度的评价尺度。然而,这种评价方法对处理器体系结构和指令集的多样性并不能很好地进行评估。因此,采用这种方法是毫无意义的。事实上,由于处理器指令集的多样性使得这种传统方法不能反映处理器的实际应用。例如,TMS320C6202时钟频率为300MHZ,每个时钟周期发射8条指令。Freescale的DSP56852时钟频率为120MHZ。因此,如果按照传统的MIPS测量尺度地话,TMS320C6202的数据处理能力为2400MIPS,而DSP56852应为120MIPS。即前者是后者的20倍。然而,如果执行BDTI的基准测试程序(FIR滤波器)就会发现,前者仅仅比后者快6倍。因此,采用传统的MIPS评价尺度与处理器的实际情况是不吻合的。



图:Xtensa V的EEMBC测试分值。(

为了满足这种评估需求,BDTI公司在1997年引入了BDTI测试基准程序组。该程序组来自于BDTI开发的许多信号处理器算法核心基准测试程序。1999年,BDTI对原来的BDTI程序组进行了更新以便能更好地反映当今信号处理器地应用情况,于是建立了BDTI2000基准程序组。
BDTI2000基准程序组对数字信号处理器速度进行全面评估。BDTI2000基准程序组的最初版本是由BDTI公司在1997年引入的,其后续版本很好地反映当今的信号处理器应用。BDTI2000基准程序组分值基于信号处理器应用的结果,并在目标处理器上进行了优化。
我们首先探讨建立BDTI2000基准程序组的目标和评价方法学,然后对BDTI2000基准程序组进行分类。事实上,为了保证评价尺度的有用性和实效性,信号处理器评测必须满足如下目标:
适度性: 评价尺度必须反映处理器执行信号处理算法频度的性能;
公正性和精确性:评价尺度必须来源于基准程序的实际计算结果,且对任何处理器都是一样的。
简单性:评价尺度必须方便地进行比较,用一个数值来表示评测结果;
广泛性:评价尺度必须广泛,适合任何一类可编程处理器;
独立性:评测

基准程序评测方法是微处理器性能评价的重要尺度。本文在介绍基准测试程序的基础上,重点对CPU基准测试、嵌入式处理器和媒体处理器基准程序测试进行了分析,并给出了Tensilica微处理器与其它几款当今重要的微处理器的EEMBC和BDTI评测结果。
嵌入式和媒体基准测试程序包括EDN嵌入式微处理器测试程序组EEMBC(嵌入式微处理器基准测试协会)、BDTI基准测试程序组、MediaBench测试程序组以及MiBench基准测试程序组。其中,EEMBC、BDTI已经称为嵌入式处理器和媒体处理器评测事实上的标准。
EEMBC主要是开发和验证现实世界的基准测试和基准测试得分,帮助设计师选择与系统适用的嵌入式处理器。提交EEMBC进行基准测试的所有处理器都需要进行代表不同载荷和性能参数的多项测试,如通信、网络、消费、办公自动化、汽车/工业、嵌入式Java和微控制器相关的应用。EEMBC的成员包括领先的半导体、IP供应商和编译器公司,EEMBC建立了基准测试标准,并通过EEMBC验证实验室(ECL)提供通过了验证的基准测试结果。
BDTI基准测试程序组由BDTI(Berkeley Design Technology)公司开发,该公司从1991年开始致力于数字信号处理器的评测工作。BDTI提供业界标准的BDTI基准测试程序,用于测试DSP处理器。BDTI还开发了用户定制的基准测试程序,专门用于某些应用领域的测试。BDTI测试程序包括FIR滤波器、IIR滤波器、FFT、向量点积和Viterbi译码。
MediaBench基准测试程序主要来自图像处理、通信和DSP应用领域。例如JPEG、MPEG、 GSM、G.721话音压缩、Ghostscript和ADPCM。JPEG主要是图像压缩,MPEG用于视频传输中的编解码。Ghostscript是Postscript语言解释器,ADPCM用于自适应差分脉冲编码调整。
MiBench是一个自由的嵌入式基准测试程序组,同EEMBC类似。由于EEMBC不对专用研究人员自由开发,故密执安的研究人员对35个嵌入式程序进行编译,形成了MiBench基准测试程序组。以EEMBC为模型,MiBench分成6类:汽车电子、消费类电子、网络、办公自动化、信息安全和电信。所有程序均采用C语言写成。MiBench可以和任何嵌入式平台接口,因为所有测试均是源码开放的。
EEMBC基准程序测试方法
EEMBC(EDN嵌入式微处理器基准组)基准测试程序组主要对嵌入式微处理器进行性能评测。EEMBC评测程序包括一系列能够反映实际的嵌入式应用领域。这些基准程序主要针对汽车电子、工业控制、消费电子、网络应用、办公自动化以及电信等领域。尤其重要的是,EEMBC对机器控制、数码相机、打印机、无线蜂窝电话、调制解调器等与嵌入式微处理器相关的应用非常适合。
EEMBC论坛从上述应用中得到了37个独立的算法,从而构成了EEMBC的第一个版本。事实上,EEMBC业已称为嵌入式处理器评测的业界标准。
BDTI 基准程序测试方法
微处理器用户对数字信号处理器进行选择时需要一种方法和依据,这种方法必须简单、易用,并且能够全面反映处理器的实际应用。处理器提供商经常采用MIPS和MFLOPS(每秒百万次浮点运算)作为处理器速度的评价尺度。然而,这种评价方法对处理器体系结构和指令集的多样性并不能很好地进行评估。因此,采用这种方法是毫无意义的。事实上,由于处理器指令集的多样性使得这种传统方法不能反映处理器的实际应用。例如,TMS320C6202时钟频率为300MHZ,每个时钟周期发射8条指令。Freescale的DSP56852时钟频率为120MHZ。因此,如果按照传统的MIPS测量尺度地话,TMS320C6202的数据处理能力为2400MIPS,而DSP56852应为120MIPS。即前者是后者的20倍。然而,如果执行BDTI的基准测试程序(FIR滤波器)就会发现,前者仅仅比后者快6倍。因此,采用传统的MIPS评价尺度与处理器的实际情况是不吻合的。



图:Xtensa V的EEMBC测试分值。(

为了满足这种评估需求,BDTI公司在1997年引入了BDTI测试基准程序组。该程序组来自于BDTI开发的许多信号处理器算法核心基准测试程序。1999年,BDTI对原来的BDTI程序组进行了更新以便能更好地反映当今信号处理器地应用情况,于是建立了BDTI2000基准程序组。
BDTI2000基准程序组对数字信号处理器速度进行全面评估。BDTI2000基准程序组的最初版本是由BDTI公司在1997年引入的,其后续版本很好地反映当今的信号处理器应用。BDTI2000基准程序组分值基于信号处理器应用的结果,并在目标处理器上进行了优化。
我们首先探讨建立BDTI2000基准程序组的目标和评价方法学,然后对BDTI2000基准程序组进行分类。事实上,为了保证评价尺度的有用性和实效性,信号处理器评测必须满足如下目标:
适度性: 评价尺度必须反映处理器执行信号处理算法频度的性能;
公正性和精确性:评价尺度必须来源于基准程序的实际计算结果,且对任何处理器都是一样的。
简单性:评价尺度必须方便地进行比较,用一个数值来表示评测结果;
广泛性:评价尺度必须广泛,适合任何一类可编程处理器;
独立性:评测

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