SiFive FE310: микроконтроллер с архитектурой RISC-V

[vak]

Приехала ко мне вот такая штуковина:

Это Arduino-совместимая плата, построенная на микроконтроллере FE310 фирмы SiFive. Процессор имеет открытую архитектуру RISC-V. Фактически это первая реализация RISC-V в кремнии, доступная широкой публике. Плату можно заказать за $59 на сайте CrowdSupply.

Скачиваем и устанавливаем среду разработки:

git clone --recursive https://github.com/sifive/freedom-e-sdk.git
cd freedom-e-sdk
make tools

Компилируем и загружаем в плату тест Dhrystone:

make software PROGRAM=dhrystone BOARD=freedom-e300-hifive1
make upload PROGRAM=dhrystone BOARD=freedom-e300-hifive1

Подключаемся к консоли платы и жмём кнопку Reset:

core freq at 279979622 Hz

Dhrystone Benchmark, Version 2.1 (Language: C)

Program compiled without 'register' attribute

Please give the number of runs through the benchmark: 
Execution starts, 100000000 runs through Dhrystone
Execution ends

Final values of the variables used in the benchmark:

Int_Glob:            5
        should be:   5
Bool_Glob:           1
        should be:   1
Ch_1_Glob:           A
        should be:   A
Ch_2_Glob:           B
        should be:   B
Arr_1_Glob[8]:       7
        should be:   7
Arr_2_Glob[8][7]:    100000010
        should be:   Number_Of_Runs + 10
Ptr_Glob->
  Ptr_Comp:          -2147472312
        should be:   (implementation-dependent)
  Discr:             0
        should be:   0
  Enum_Comp:         2
        should be:   2
  Int_Comp:          17
        should be:   17
  Str_Comp:          DHRYSTONE PROGRAM, SOME STRING
        should be:   DHRYSTONE PROGRAM, SOME STRING
Next_Ptr_Glob->
  Ptr_Comp:          -2147472312
        should be:   (implementation-dependent), same as above
  Discr:             0
        should be:   0
  Enum_Comp:         1
        should be:   1
  Int_Comp:          18
        should be:   18
  Str_Comp:          DHRYSTONE PROGRAM, SOME STRING
        should be:   DHRYSTONE PROGRAM, SOME STRING
Int_1_Loc:           5
        should be:   5
Int_2_Loc:           13
        should be:   13
Int_3_Loc:           7
        should be:   7
Enum_Loc:            1
        should be:   1
Str_1_Loc:           DHRYSTONE PROGRAM, 1'ST STRING
        should be:   DHRYSTONE PROGRAM, 1'ST STRING
Str_2_Loc:           DHRYSTONE PROGRAM, 2'ND STRING
        should be:   DHRYSTONE PROGRAM, 2'ND STRING

Microseconds for one run through Dhrystone: 1.2
Dhrystones per Second:                      775193.8 

Видим, что процессор работает на частоте 280 МГц. Измеренную производительность надо поделить на 1757 (скорость VAX), чтобы получить величину DMIPS = 775193.8 / 1757 = 441.2. Для сравнения: микроконтроллер ATmega2560 16MHz даёт 7.23 DMIPS, процессор STM32F103 72MHz - 48.8 DMIPS, PIC32MX 80MHz - 92 DMIPS.

Для оценки эффективности архитектуры процессора имеет смысл поделить производительность на частоту процессора. Получим характеристику DMIPS на MHz. Результат такой:

Processor    Architecture    DMIPS/MHz
-----------------------------------------
ATmega2560   AVR             0.45
STM32F103    ARM             0.68
PIC32MX      MIPS            1.15
FE310        RISC-V          1.57