嵌入式微處理器評測協會的各項基準：從工作組到產品

　　嵌入式微處理器評測協會（EEMBC）1997年成立時，人們認為這是一家非盈利性組織，其將滿足半導體生產商的需要，建立一種測評和推廣嵌入式處理器的可信的行業標準途徑。Dhrystone MIPS（每秒百萬條指令）作為一個基準工具的缺陷顯然已盡為人所知。Dhrystone不僅與現實應用沒有多大關系，且沒有一個認證機構能夠驗證其分值是根據嚴格的成套標準獲得的。

　　從一開始，EEMBC就致力于脫離這套傳統做法。其各個基準測試程序的設計均考慮到要代表實際電子環境——如汽車、辦公自動化、數字成像和電信系統等——的作業量。EEMBC建立了一個認證實驗室，現名為EEMBC技術中心（ETC），并制定了一個規則，以期收到這樣一個效果：只有經該實驗室驗證的獨立的基準分值才能夠公布。事實上，ETC重新建立了整個基準環境，以確保測試過程自始至終都是完全可重復的。認證過程現在添加了一個新的步驟，即驗證完整的詳細測試報告（見圖1）。

　　這些基礎規則已經成功地使EEMBC基準發展成為一個全面細致的過程。它們還有助于EEMBC在行業內建立起可信度和有用性。短短幾年內，大部分主要的半導體生產商和編譯程序供應商都成為EEMBC的會員。早些時候，處理器IP的提供商表示出興趣，因而EEMBC建立了一系列規則，規定了應如何為在模擬環境下運行的處理器建立基準。EEMBC規定，一個模擬的處理器環境必須精準地反映具備周期準確性的各項真實特征，包括指令潛伏期、流水線互鎖電路、分支潛伏期和前瞻錯誤以及緩存未命中數。為滿足這些要求，它還建立了一個不斷擴展的認證基準分值數據庫，目前已可以在EEMBC的網站上免費讀取該數據庫的數據。

　　這些經過認證的、已公布的分值是EEMBC各項活動中最為顯著的一部分內容。EEMBC各成員已經使用它們的分值作為一種市場營銷工具，無論是在其廣告中還是在其他通訊中。然而在這一現象的背后，在EEMBC會員公司內部，基準正越來越多地被用作新一代處理器的開發工具。編譯程序供應商也已經廣泛應用這些基準來完成各項任務，如在新的編譯程序發布過程中進行回歸測試等。此外，EEMBC會員能夠選擇私下里與其顧客共享基準分值，而事實證明，他們經常會這樣做。

　　出于上述所有原因，EEMBC作為一個行業標準的影響已經相當深遠，僅僅靠計算已發布其認證分值的裝置的絕對數量已經遠不能衡量其影響了。這一點在幾年前開始表現得尤其明顯，越來越多的系統開發商向本協會靠攏，希望獲得和使用其自己的基準——迄今這還是僅向本協會會員提供的一項特權。這些系統開發商并不需要公布或披露處理器分值，他們的興趣在于獲得一種工具，使之能夠在其考慮選擇的用于開發某種最終產品的各種裝置之間，進行可靠的、一對一的、高水平的比較。

　　許多開發商需要一個性能分析工具，從而幫助它們測試自己的系統設計而無需將其應用系統轉接到平臺上之類的復雜過程。這正是EEMBC基準的用途之一。對于模擬器環境尤其有用。例如，EEMBC基準當前是在CoWare和VaST Systems等模擬器公司內部獲得支持的。

　　CoWare公司正在使用EEMBC基準幫助顧客復制其設計的性能問題。在許多情況下，顧客無法提供其應用程序代碼，因此EEMBC基準就可用于提供參考數據，以復制問題，或幫助識別某一設計內的瓶頸。EEMBC基準和CoWare公司的處理器設計工具一起被用于識別與瓶頸相關的問題，這些瓶頸可能存在于處理器架構中，也可能存在于C-編譯器規格中。這一工具促成了使用新一代自動C編譯器來快速設計和開發自定義指令集處理器、指令集模擬器以及從一個單一架構規格導出的RTL建模。在這一自動化的設計過程中，EEMBC的各項基準不僅為現有設計提供了一個基準，也能夠在開發過程中促發新的設計決策。自從這些基準很容易輸出，各次模擬運行的結果也能夠快速比較以來，它們非常適合于一個ESL設計流量，從原型指令集模式一直到發展完全的、虛擬硬件平臺模式都是如此。

　　要選擇處理器或編譯程序的系統開發商必須以性能作為一項關鍵標準，現在它們已經可以從好幾個方面使用EEMBC的資源了。在EEMBC網站上公開發布的基準分值為它們獲取數據提供了最為快捷有效的途徑。這些分值根據應用程序領域進行分組分類。盡管這些基準中使用的編碼可能不能夠準確匹配應用軟件對象，但當前的目標只是要提供一個相對的評估。

　　如果EEMBC的網站沒有列出相關處理器的基準分值，則EEMBC許可程序會賦予相關方讀取基準編碼并將其傳輸到任何平臺上的能力。EEMBC編碼包括好幾個模塊，其共同組成一個測試套件框架，使基準傳輸相對更為容易。這一測試套件提供了一個控制和通訊機制（見圖2）。

　　圖2中提及的硬件對象既可以是一個特殊處理器的評估板，也可以是一個硬件平臺。測試其自己的硬件平臺的用戶可以選擇測試好幾個不同的編譯程序配置。EEMBC基準還有助于設計師在硬件設計階段作出架構決策。隨著EEMBC新的多分值基準的發布，這一能力將變得更加有用，該多分值基準將強化的功能包括緩沖相干性機制、總線帶寬、以及操作系統任務調度，還包括處理器和內存子系統。

　　EEMBC的許可程序是2005年10月推出的，主要是為了滿足各類原始設備制造商（OEMs）對行業標準基準的需要。不過事實上，這已經不是本協會第一次體驗許可其基準源代碼的過程了。自2001年后，這些基準還可以提供給學術界用戶，后者只需要支付很少的費用即可。這一學術界許可程序的成功已經推廣至全世界50多家大學。在學術界，這些基準值可作為基礎，測試許多以處理器和編譯程序為導向的研究項目的性能。例如，德國亞琛工業大學硅片系統軟件系的雷恩納·盧珀斯教授正在使用EEMBC作為基準，研究應用軟件專用指令集處理器（ASIP）設計工具和指令集的自動自定義。

　　盡管該協會將繼續根據其1997年建立時的各項方針運營，商業許可程序已經大大增加了EEMBC用戶的數目，現在，這些用戶不僅包括半導體公司，也包括各類電子系統生產商，從打印機到藍光光碟播放器，從汽車導航系統到動力車發動機控制部件。EEMBC的用戶數目將繼續增長，隨著其目前呼聲很高的多核賦能基準的推出，這一增長將尤為顯著。基準的用戶友好性已經得到廣泛升級，EEMBC技術中心的使命已經不僅僅是分值認證和基準制定，現在，又增加了為獲得許可的用戶提供支持。