在NUC501上測定程式效能

在前次修改了ROM虛擬記憶體的演算法之後，雖然可以感覺到程式執行的速度有所提昇，但目測可能會隨著時間、身心狀態的不同，而使得結果誤差很大，所以著實需要能客觀測定程式改進幅度的機制，以免陷入程式愈改愈遭的命運！

使用ICE的人，可能早就使用profile取得程式的效率報告了，不過在開發環境是台拼裝車，加上程式執行的方式被改到亂糟糟的情況下，即使有ICE恐怕也無法正確取得所要的效能資料，另外我們也需要一個能讓程式delay正確的時間，而不受處理器速度影響的方法。

以前使用8-bit微處理器的時候，因為timer精度的關係，這類的需求通常是撰寫timer中斷，設定想要的中斷時間間隔，然後在每次中斷時將計數值加一，雖然可用，但當需要測定的時間精度很高時，恐怕沒有多少處理器可以承受這麼高速的中斷。

在NUC501上，timer是屬於AIC的管轄範圍，這部份因個人因素（哈），暫時還不想去處理，也不希望因使用中斷，讓目前還不知道效能問題出在哪的情況雪上加霜。另外，目前的開發流程主要是先在PC上進行，等階段功能完成之後，才移植到NUC501上去測試，使用中斷會使程式的移植性降低。

在PC上，可以透過SDL系統的SDL_GetTicks()函式（對應於Windows的GetTickCount()）取得32-bit的系統Ticks值，時間精度為1ms，最長可以測到49.71天，所以如果程式跑得很慢，49.71天也真夠測得了（笑）。而在NUC501上，也裝備二組32-bit的timer可以提供類似的功能，但時間精度更高，如果使用「NUC501 IP Programming Guide」文件內的建議值，可以得到1us的Tick值，不過這麼一來最長測定時間只有4294.97秒（約71.58分鐘）。

不過為了與電腦的互換性，還是得忍痛降低精確度，方法是將Tick值除以1000就可以了。但因為ARM7TDMI沒有除法指令，使用除法會使得系統呼叫專門處理除法的函式庫，反而拖慢執行速度，所以希望可以簡單用shift的方式來達成。

以目前系統所使用的12MHz Crystal來看，利用TCSRx暫存器的PRESCALE，可以將Crystal除頻到接近64000Hz上，這樣既可以用shift處理又可延長量測時間，雖然有一點偏差，但還可接受，最長的量測時間就爆增到18.64小時了呢！

有了時間測定的功能之後，就可以測程式的效能了，由於RAM虛擬記憶體的效能不佳，所以先來測試SD卡的讀取效率吧！

測試的條件如下：

1. 測試的時間為1秒。
2. 以ROM虛擬記憶體的方式執行，在測試時間內重複呼叫DrvSDCard_Read函式，測試時每次讀取1 sector，每讀取一次將計數器加一。
3. 時間到時將計數器的值除以2即可得到每秒讀取速度。

測試完畢後，得到DrvSDCard_Read函式至少有516K/sec的傳輸速率。雖然一次讀取多個sector可能會得到更好的結果，但為了節省記憶體，APSLib內的快取只有一個sector的長度，所以單測一個sector才能知道底層運作的效能如何，不過有這樣的速率應該不會拖慢RAM虛擬記憶體太多呀～～接下來就來測試ASPLib模擬的fread，同樣測試條件如下：

1. 測試的時間為1秒。
2. 以ROM虛擬記憶體的方式執行，在測試時間內重複呼叫fread函式，測試時每次讀取512 bytes，每讀取一次將計數器加一。
3. 時間到時將計數器的值除以2即可得到每秒讀取速度。

最後得到令人難堪的12K/sec！天啊！難怪RAM虛擬記憶體的效能如此低落！看來問題有得找了。


後記：

為了得知效能增進的幅度，另外也重做了第一項測試，但改為不使用ROM虛擬記憶體，而將程式完全放在SpiROM下執行，看看虛擬記憶體這東西到底有沒有效果！值得欣慰的是，得到了38K/sec的執行結果，幸好這大半年東搞西搞的還是有代價的（泣），不然就要被我自己毆飛了。