【AT-START-L021测评】2--perf_counter

1 perf_counter 简介
为Cortex-M Systick提供专用的性能计数器。它与用户原始SysTick功能共享SysTick，而不会干扰它们。该库将带来新的功能，例如性能计数器、delay_us和clock（）服务定义在time.h中。

仓库地址如下： https://github.com/GorgonMeducer/perf_counter

2 移植 perf_counter

2.1 新建工程
以之前的工程 at32l021_blinky 工程为模板，复制一份，重名为 at32l021_coremark。

2.1.1 添加 Debug 配置
删除原来的 Debug 配置，重新添加一个 at32l021_coremark 配置，如下所示，切记要勾选 WinUSB


2.2 添加 perf_counter 到工程
在工程目录新建一个 3rd_party 目录，并拷贝 perf_counter 源码到 3rd_party 目录下，然后在 AT32IDE 中刷新一下工程，就可以看到新加入的 perf_counter 源码。


2.3 排除无需使用的文件
perf_counter 目录下的 example 文件夹下的所有文件显然不需要加入编译，右键点击此文件夹，然后再弹出的菜单中选择 Properties ，修改其属性。

选择 C/C++ Build 然后勾选 Exclude resource from Build。

注意，考虑到 Debug/Release 两个配置都需要排除这个文件夹，所以也需要选择配置为 All configurations。

最终排除了如下文件和文件夹：

• 3rd_party/perf_counter/benchmark/coremark/barebones
• 3rd_party/perf_counter/benchmark/coremark/freebsd
• 3rd_party/perf_counter/benchmark/coremark/linux
• 3rd_party/perf_counter/benchmark/coremark/macos
• 3rd_party/perf_counter/benchmark/coremark/posix
• 3rd_party/perf_counter/benchmark/coremark/rtems
• 3rd_party/perf_counter/benchmark/coremark/simple
• 3rd_party/perf_counter/benchmark/coremark/zephyr
• 3rd_party/perf_counter/benchmark/coremark/core_main.c
• 3rd_party/perf_counter/example
• 3rd_party/perf_counter/os
• 3rd_party/perf_counter/template
• 3rd_party/perf_counter/systick_wrapper_gnu.s
• 3rd_party/perf_counter/systick_wrapper_ual.s
  

2.4 编译报错 coremark.h 文件找不到
在排除了不需要的文件之后，编译工程，提示 coremark.h 文件找不到。

显示这是头文件路径没有找到，按如下方式添加 perf_counter 需要的头文件路径：
切记，这里修改 All configurations 配置，一下子实现 Debug/Release 两个配置，都增加了如下的3个头文件搜索路径。


2.5 编译报错，__cycleof__() 需要开启 GNU 扩展

按照如下步骤，修改编译器语言标准为 gnu99


2.6 coremark_main() 函数报错
这个函数有几个版本，最终选用perf_counter.h 定义的版本，它的原型如下，返回值和入口参数都是 void 类型。但是其他的版本入口参数不是 void 类型。

解决办法如下，新增两个宏定义，分别是 MAIN_HAS_NOARG=1 和 MAIN_HAS_NORETURN。配置方法如下


2.7 汇编文件 systick_wrapper_gnu.s 报错

当前是GCC编译器，排除两个汇编文件，分别是
systick_wrapper_gnu.s
systick_wrapper_ual.s

2.8 delay_us() 和 delay_ms() 两个函数重复定义
因为 perf_counter 已经提供了这两个函数，但是 at32l021_board.c 也提供了这两个函数的实现，所以重复了。


这里推荐使用 perf_counter 的延时函数版本，因为更通用、更精准。
解决办法是屏蔽 at32l021_board.c 中这两个函数的实现，用 #if 0 括住这两个函数即可。

2.9 编译报错 SystemCoreClork 变量未定义
perf_counter 计时需要使用这个全局变量，它需要精准的表示CPU时钟频率。

显然当前 AT32L021 BSP没有定义这个变量，而是在 cmsis/system_at32l021.c 文件中定义了一个 system_core_clock 变量，它的作用就是 SystemCoreClock 。奈何 AT32 标新立异，取了一个和 CMSIS 标准不同的变量名。

解决办法是新增一个变量 SystemCoreClock，并且及时更新此变量的值。

在函数 system_core_clock_update() 尾部更新 SystemCoreClock 变量的值。

此外编译还是报错，因为 AT32 BSP又有如下的奇葩宏定义，注释这个宏定义即可。


2.10 编译通过


3 解决 perf_counter 调用时的编译报错
在 main.c 头部引入 perf_counter.h 头文件，然后加入下面的代码，初始化 perf_counter，并测量 LED2 翻转一次耗费了多少个时钟周期。

这里 init_cycle_counter(false) 表示让 perf_counter 接管 SysTick ，那么 at32_board_init() 函数中就不需要初始 SysTick 了，修改如下：

同时把 at32l021_board.c 中三个 `delay_xxx()` 函数都屏蔽，同时 at32l021_board.h 中的函数声明也屏蔽。
最后还需要在 SysTick_Handler() 中增加一行函数调用，如下图所示：


4 测试 LED4 翻转速度
最后修改测试代码，在 main_loop() 中使用如下代码测试 LED4 的翻转占用的时钟周期数。

运行结果如下，可知 LED4 翻转一次占用的时钟周期数大约是 62~72 个时钟周期。


4.1 Release 版本运行对比
把工程 Debug 配置复制一份，重命名为 Release，如下图所示：

然后修改工程 Release 版本编译选项，优化等级修改为 -Ofast

Release 版本的程序运行结果

可以看到 Release 版本的 LED4 翻转速度在13个时钟周期，而 Debug 版本的时钟周期是62个，速度快了约5倍。

perf_counter和以前用的SysTick的delay有啥区别不

闪烁阴影 发表于 2025-1-21 10:57
perf_counter和以前用的SysTick的delay有啥区别不

perf_counter 使用了 SysTick 中断而不单独占用，此外如果用了 RTOS，perf_counter 只需要注意初始化参数，不需要过多修改代码。