嵌入式微处理器评测协会的各项基准：从工作组到产品

　　嵌入式微处理器评测协会（EEMBC）1997年成立时，人们认为这是一家非盈利性组织，其将满足半导体生产商的需要，建立一种测评和推广嵌入式处理器的可信的行业标准途径。Dhrystone MIPS（每秒百万条指令）作为一个基准工具的缺陷显然已尽为人所知。Dhrystone不仅与现实应用没有多大关系，且没有一个认证机构能够验证其分值是根据严格的成套标准获得的。

　　从一开始，EEMBC就致力于脱离这套传统做法。其各个基准测试程序的设计均考虑到要代表实际电子环境——如汽车、办公自动化、数字成像和电信系统等——的作业量。EEMBC建立了一个认证实验室，现名为EEMBC技术中心（ETC），并制定了一个规则，以期收到这样一个效果：只有经该实验室验证的独立的基准分值才能够公布。事实上，ETC重新建立了整个基准环境，以确保测试过程自始至终都是完全可重复的。认证过程现在添加了一个新的步骤，即验证完整的详细测试报告（见图1）。

　　这些基础规则已经成功地使EEMBC基准发展成为一个全面细致的过程。它们还有助于EEMBC在行业内建立起可信度和有用性。短短几年内，大部分主要的半导体生产商和编译程序供应商都成为EEMBC的会员。早些时候，处理器IP的提供商表示出兴趣，因而EEMBC建立了一系列规则，规定了应如何为在模拟环境下运行的处理器建立基准。EEMBC规定，一个模拟的处理器环境必须精准地反映具备周期准确性的各项真实特征，包括指令潜伏期、流水线互锁电路、分支潜伏期和前瞻错误以及缓存未命中数。为满足这些要求，它还建立了一个不断扩展的认证基准分值数据库，目前已可以在EEMBC的网站上免费读取该数据库的数据。

　　这些经过认证的、已公布的分值是EEMBC各项活动中最为显著的一部分内容。EEMBC各成员已经使用它们的分值作为一种市场营销工具，无论是在其广告中还是在其他通讯中。然而在这一现象的背后，在EEMBC会员公司内部，基准正越来越多地被用作新一代处理器的开发工具。编译程序供应商也已经广泛应用这些基准来完成各项任务，如在新的编译程序发布过程中进行回归测试等。此外，EEMBC会员能够选择私下里与其顾客共享基准分值，而事实证明，他们经常会这样做。

　　出于上述所有原因，EEMBC作为一个行业标准的影响已经相当深远，仅仅靠计算已发布其认证分值的装置的绝对数量已经远不能衡量其影响了。这一点在几年前开始表现得尤其明显，越来越多的系统开发商向本协会靠拢，希望获得和使用其自己的基准——迄今这还是仅向本协会会员提供的一项特权。这些系统开发商并不需要公布或披露处理器分值，他们的兴趣在于获得一种工具，使之能够在其考虑选择的用于开发某种最终产品的各种装置之间，进行可靠的、一对一的、高水平的比较。

　　许多开发商需要一个性能分析工具，从而帮助它们测试自己的系统设计而无需将其应用系统转接到平台上之类的复杂过程。这正是EEMBC基准的用途之一。对于模拟器环境尤其有用。例如，EEMBC基准当前是在CoWare和VaST Systems等模拟器公司内部获得支持的。

　　CoWare公司正在使用EEMBC基准帮助顾客复制其设计的性能问题。在许多情况下，顾客无法提供其应用程序代码，因此EEMBC基准就可用于提供参考数据，以复制问题，或帮助识别某一设计内的瓶颈。EEMBC基准和CoWare公司的处理器设计工具一起被用于识别与瓶颈相关的问题，这些瓶颈可能存在于处理器架构中，也可能存在于C-编译器规格中。这一工具促成了使用新一代自动C编译器来快速设计和开发自定义指令集处理器、指令集模拟器以及从一个单一架构规格导出的RTL建模。在这一自动化的设计过程中，EEMBC的各项基准不仅为现有设计提供了一个基准，也能够在开发过程中促发新的设计决策。自从这些基准很容易输出，各次模拟运行的结果也能够快速比较以来，它们非常适合于一个ESL设计流量，从原型指令集模式一直到发展完全的、虚拟硬件平台模式都是如此。

　　要选择处理器或编译程序的系统开发商必须以性能作为一项关键标准，现在它们已经可以从好几个方面使用EEMBC的资源了。在EEMBC网站上公开发布的基准分值为它们获取数据提供了最为快捷有效的途径。这些分值根据应用程序领域进行分组分类。尽管这些基准中使用的编码可能不能够准确匹配应用软件对象，但当前的目标只是要提供一个相对的评估。

　　如果EEMBC的网站没有列出相关处理器的基准分值，则EEMBC许可程序会赋予相关方读取基准编码并将其传输到任何平台上的能力。EEMBC编码包括好几个模块，其共同组成一个测试套件框架，使基准传输相对更为容易。这一测试套件提供了一个控制和通讯机制（见图2）。

　　图2中提及的硬件对象既可以是一个特殊处理器的评估板，也可以是一个硬件平台。测试其自己的硬件平台的用户可以选择测试好几个不同的编译程序配置。EEMBC基准还有助于设计师在硬件设计阶段作出架构决策。随着EEMBC新的多分值基准的发布，这一能力将变得更加有用，该多分值基准将强化的功能包括缓冲相干性机制、总线带宽、以及操作系统任务调度，还包括处理器和内存子系统。

　　EEMBC的许可程序是2005年10月推出的，主要是为了满足各类原始设备制造商（OEMs）对行业标准基准的需要。不过事实上，这已经不是本协会第一次体验许可其基准源代码的过程了。自2001年后，这些基准还可以提供给学术界用户，后者只需要支付很少的费用即可。这一学术界许可程序的成功已经推广至全世界50多家大学。在学术界，这些基准值可作为基础，测试许多以处理器和编译程序为导向的研究项目的性能。例如，德国亚琛工业大学硅片系统软件系的雷恩纳·卢珀斯教授正在使用EEMBC作为基准，研究应用软件专用指令集处理器（ASIP）设计工具和指令集的自动自定义。

　　尽管该协会将继续根据其1997年建立时的各项方针运营，商业许可程序已经大大增加了EEMBC用户的数目，现在，这些用户不仅包括半导体公司，也包括各类电子系统生产商，从打印机到蓝光光碟播放器，从汽车导航系统到动力车发动机控制部件。EEMBC的用户数目将继续增长，随着其目前呼声很高的多核赋能基准的推出，这一增长将尤为显著。基准的用户友好性已经得到广泛升级，EEMBC技术中心的使命已经不仅仅是分值认证和基准制定，现在，又增加了为获得许可的用户提供支持。