【NUCLEO-F412ZG试用体验】移植CoreMark和跑分教程

开发板

CoreMark 是一项测试处理器性能的基准测试，代码使用 C 语言写成，包含：列举，数学矩阵操作和状态及 CRC 等运算法则，目前 CoreMark 已迅速成为测量与比较处理器性能的业界标准基准测试，CoreMark 的得分越高，意味着性能更高。在CoreMark 的官网上可以大家可以看到各家处理器型号的 CoreMark 得分，下面笔者会从 CoreMark 的官网上下载代码然后移植到NUCLEO-F412ZG开发板跑分测试
首先到下面网站注册然后下载CoreMark测试代码
http://www.eembc.org/coremark/download.php
CoreMark 的测试代码文件包括：
core_list_join.c
core_main.c
core_matrix.c
core_state.c
core_util.c
coremark.h
simple/core_portme.c
simple/core_portme.h
打开STM32CubeMX

选择New Project新建项目，然后选择开发板使用的MCU，如下图

接着选择Board（板卡型号），按下图选择对应开发板型号后点下面的OK

接着进入MCU的引脚配置示意图界面

在Pinout里面选择外部晶振配置时钟配置串口
设置串口参数为：
波特率：9600Bits/s
数据长度：8bit(包括奇偶校验位)
校验：ODD
停止位：1 bit
接着选择 Projec-->Generate Code,在跳出的 Project 配置窗口中指定项目名称和保存路径。选择要使用的工具链，这里选择
EWARM，点击OK后，CubeMX 会自动在指定路径生成一个 IAR 的工程，这个工程已经包含了所有用到的底层驱动和并已经添加了系
统初始化的代码

接着添加CoreMark代码，将前面下载的CoreMark代码文件按如下拷贝到新建的工程中

打开新建的工程 Coremark_Project。在 Application/User 目录下新建一个目录 Coremark,将 core_list_join.c
/core_main.c/core_matrix.c/core_state.c/core_util.c 这 5 个文件添加进去（选中左边工程中 User 目录->单击右键->Add-
>Add Group/Add Files）再将 core_portme.c 添加到 User 目录下，因为 core_main.c 文件里已经包含了一个 main 函数，所以需要在工程中将默认创建的 main.c 文件删除，完成后的工程文件结构如下

在 Options->C/C++ Compiler->Preprocessor下增加include路径$PROJ_DIR$..SrcCoremark

我们已经添加了所有需要的文件，但现在程序还是不能正常运行，因为默认生成的main.c文件已经被从项目中删除了，我们需要在Core_portme.c中添加初始化的代码，并根据不同的计时方法修改 Core_portme.c 中计时相关函数和代码

Core_portme.c中的portable_init函数在Core_main.c的main函数中首先被调用，平台的初始化的函数（时钟，GPIO，串口，缓存）可以放在这里，所以我们将 CubeMX 生成的 Main 函数中的初始化代码拷贝到 portable_init 函数中

修改前为

void portable_init(core_portable *p, int *argc, char *argv[])
{
if (sizeof(ee_ptr_int) != sizeof(ee_u8 *)) {
ee_printf("ERROR! Please define ee_ptr_int to a type that holds a
pointer!n");
}
if (sizeof(ee_u32) != 4) {
ee_printf("ERROR! Please define ee_u32 to a 32b unsigned type!n");
}
p->portable_id=1;
}

复制代码

修改后为

void portable_init(core_portable *p, int *argc, char *argv[])
{
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_USART1_UART_Init();
/* Enable I-Cache */
SCB_EnableICache();
/* Enable D-Cache */
SCB_EnableDCache();
if (sizeof(ee_ptr_int) != sizeof(ee_u8 *)) {
ee_printf("ERROR! Please define ee_ptr_int to a type that holds a
pointer!n");
}
if (sizeof(ee_u32) != 4) {
ee_printf("ERROR! Please define ee_u32 to a 32b unsigned type!n");
}
p->portable_id=1;
}

复制代码

将main.c中的SystemClock_Config，MX_USART1_UART_Init 和 MX_GPIO_Init函数拷贝过来，并添将加printf重定向代码

/** System Clock Configuration
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInitStruct;
__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
__HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 25;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 432;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 2;
HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
HAL_PWREx_EnableOverDrive();
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_7);
PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1;
PeriphClkInitStruct.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2;
HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct);
HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);
HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
/* SysTick_IRQn interrupt configuration */
HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
}
/* USART1 init function */
void MX_USART1_UART_Init(void)
{
huart1.Instance = USART1;
huart1.Init.BaudRate = 9600;
huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
huart1.Init.Parity = UART_PARITY_ODD;
huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
huart1.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
huart1.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;
HAL_UART_Init(&huart1);
}
/** Configure pins as
* Analog
* Input
* Output
* EVENT_OUT
* EXTI
*/
void MX_GPIO_Init(void)
{
/* GPIO Ports Clock Enable */
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
}
#ifdef __GNUC__
/* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf
set to 'Yes') calls __io_putchar() */
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */
/**
* @brief Retargets the C library printf function to the USART.
* @param None
* @retval None
*/
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
/* Place your implementation of fputc here */
/* e.g. write a character to the EVAL_COM1 and Loop until the end of transmission */
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
ret

复制代码

在文件开头添加函数声明和变量定义

UART_HandleTypeDef huart1;
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);

复制代码

添加新的include文件

#include
#include "system_stm32f4xx.h"
#include "stm32f4xx_hal.h"

复制代码

start_time/ stop_time/ get_time 这几个函数是coremark程序运行时计算程序运行时间所用，这里使用system tick进行计时，system tick配置为1ms的中断间隔，system tick 中断函数中更新Tick的值，每进一次中断加 1，所以还需要修改system tick的中断处理函数

在Core_portme.c中按下表找到需要修改的地方，并按下面的内容进行修改：
修改前

void start_time(void) {
GETMYTIME(&start_time_val );
}

复制代码

修改后

void start_time(void) {
Tick = 0;
SysTick_Config(SystemCoreClock/1000);
}

复制代码

修改前

void stop_time(void) {
GETMYTIME(&stop_time_val );
}

复制代码

修改后

void stop_time(void) {
/* Stop the Timer and get the encoding
time */
SysTick->CTRL &=
SysTick_Counter_Disable;
/* Clear the SysTick Counter */
SysTick->VAL = SysTick_Counter_Clear;
}

复制代码

修改前

CORE_TICKS get_time(void) {
CORE_TICKS
elapsed=(CORE_TICKS)(MYTIMEDIFF(stop_time_val,
start_time_val));
return elapsed;
}

复制代码

修改后

CORE_TICKS get_time(void) {
CORE_TICKS elapsed =
(CORE_TICKS)Tick;
return elapsed;
}

复制代码

修改前

#define NSECS_PER_SEC CLOCKS_PER_SEC
#define CORETIMETYPE clock_t
#define GETMYTIME(_t) (*_t=clock())
#define MYTIMEDIFF(fin,ini) ((fin)-(ini))
#define TIMER_RES_DIVIDER 1
#define SAMPLE_TIME_IMPLEMENTATION 1
……
static CORETIMETYPE start_time_val,
stop_time_val;

复制代码

修改后

//#define NSECS_PER_SEC CLOCKS_PER_SEC
//#define CORETIMETYPE clock_t
//#define GETMYTIME(_t) (*_t=clock())
//#define MYTIMEDIFF(fin,ini) ((fin)-
(ini))
//#define TIMER_RES_DIVIDER 1
//#define SAMPLE_TIME_IMPLEMENTATION 1
……
//static CORETIMETYPE start_time_val,
stop_time_val;

复制代码

修改前

#define EE_TICKS_PER_SEC (NSECS_PER_SEC /
TIMER_RES_DIVIDER)

复制代码

修改后

#define EE_TICKS_PER_SEC 1000

复制代码

在 Core_portme.c 文件中添加新定义的变量和函数

#define SysTick_Counter_Disable ((uint32_t)0xFFFFFFFE)
#define SysTick_Counter_Enable ((uint32_t)0x00000001)
#define SysTick_Counter_Clear ((uint32_t)0x00000000)
__IO uint32_t Tick;

复制代码

修改SysTick_Handler函数，修改前

void SysTick_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 0 */
/* USER CODE END SysTick_IRQn 0 */
HAL_IncTick();
HAL_SYSTICK_IRQHandler();
/* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */
/* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */
}

复制代码

修改后

void SysTick_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 0 */
extern __IO uint32_t Tick;
Tick++;
/* USER CODE END SysTick_IRQn 0 */
/* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */
/* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */
}

复制代码

CoreMark 要求程序运行的最短时间至少是 10s, 根据使用的系统时钟等情况，可以在Core_portme.h中修改迭代次数

#define ITERATIONS 12000

复制代码

设置打印信息，修改前

#ifndef COMPILER_FLAGS
#define COMPILER_FLAGS FLAGS_STR /*
"Please put compiler flags here (e.g. -o3)"
*/
#endif

复制代码

修改后

#ifndef COMPILER_FLAGS
#define COMPILER_FLAGS "-Ohs -
no_size_constraints"
#endif

复制代码

完成后进入Options->C/C++ Compiler->Optimizations, 选择 High for speed和No size constraints以达到最优的运行速度

最后连接NUCLEO-F412ZG到电脑并用Putty等串口软件查看跑分情况

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