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ARM64 Windows 10 IoT工控主板运行x86程序效率测试

2024/12/28 11:18:19 来源:https://blog.csdn.net/sinat_39142649/article/details/144772400  浏览:    关键词:ARM64 Windows 10 IoT工控主板运行x86程序效率测试

        ARM上的 Windows 10 IoT 企业版支持仿真 x86 应用程序,而 ARM上的 Windows 11 IoT 企业版则支持仿真 x86 x64 应用程序。英创推出的名片尺寸ARM64工控主板ESM8400,可预装正版Windows 10 IoT企业版操作系统,x86程序可无需修改而直接在ESM8400上运行。

        下会将编写一个小程序,分别构建成x86ARM64格式来测试其运行效率。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。

typedef struct _SMP_THREAD_PARAM

{

    UINT32 durationMs;

    UINT32 cpuId;

    UINT64 loops;

    BOOL   bSetAffinity;

    UINT32 sandBoxSize;

    LPVOID sandBoxStart;

}SMP_THREAD_PARAM, * PSMP_THREAD_PARAM;

DWORD WINAPI cbTestSmp(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->cpuId, threadParam->durationMs);

    // Write to sandbox

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

    {

        buffer[i] = (UINT8)(i);// * (UINT32)threadParam->loops);

    }

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

    {

        // Read back from sandbox

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

        {

            //if (buffer[i] != (UINT8)(i * (UINT32)threadParam->loops) )

            if (buffer[i] != (UINT8)(i))// * (UINT32)threadParam->loops) )

            {

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

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

            }

        }

        threadParam->loops++;

    }

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

    return 0;

}

void TestSmp(UINT32 nCpus, 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(nCpus * sizeof(SMP_THREAD_PARAM));

    if (threadParams == NULL)

    {

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

        return;

    }

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

    if (threadHandles == NULL)

    {

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

        return;

    }

    for (i = 0; i < nCpus; i++)

    {

        threadParams[i].bSetAffinity = TRUE;

        threadParams[i].cpuId = 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 < nCpus; 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);

}

        将上述代码分别编译构建成x86格式和ARM64模式,设置while循环执行10000ms,在ESM8400上的测试结果如下:

ESM8400 Win10 ARM工控主板运行x86和ARM64程序效率对比

        可以看到相同的代码,构建成本机ARM64格式的运行效率是x86格式的2.2倍以上。

        基于微软系统以及其开发工具良好的兼容性,我很容易做了另一个对比实验,将上述代码不经修改直接在VS2008中编译成WEC7应用程序,在英创的几款WEC7工控主板上做了同样的测试,测试结果如下:

        ESM3354是英创10年前推出的第一款预装WEC7的工控主板,主CPU采用了TI的单核Cortex-A8芯片——AM3354,ESM3354目前仍在批量供货。而安装Windows 10 IoT的ESM8400工控主板,主CPU为NXP的i.MX8M Plus四核Cortex-A53,与10年前的ESM3354相比,ESM8400的性能有超过10倍的提升。

         ARM上的 Windows IoT 企业版可以让习惯使用 x86/x64 的设备开发人员快速进行软件开发,大多数适用于 Windows IoT 企业版的文档都适用于 ARM64 x86/x64。通过仿真技术,ARM上的 Windows IoT可按原样运行x86/x64程序而无需修改,而直接构建本机ARM64应用程序能获得最佳的性能、响应能力和能耗。

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