这段浮点运算代码性能为何如此低下

编译环境：ESP-IDF 4.4
运行设备：ESP32S3 ，已经在编译选项中开启性能优化模式，并把 CPU 频率调到了 240MHz 。
目的：模拟 ESP32S3 处理图片，并测试性能
问题：测试时发现，以这个参数执行下来，每次 ESP_LOGI 间隔 163813 微秒，平均下来一次 float 计算要 1 微秒，与芯片性能严重不符。请问是什么原因导致的呢？

#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_system.h"
#include "esp_log.h"
#define M2T(X) ((unsigned int)(X) / portTICK_PERIOD_MS) // ms to tick

#include "esp_random.h"

#include <sys/time.h>

static const char *TAG = "main";
#define dataLen 14400

void makeMatrixUint8(uint8_t *buf, int len)
{

    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        esp_fill_random(&buf[i], sizeof(uint8_t));
    }
}
void makeMatrixFloat(float *buf, int len)
{

    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        esp_fill_random(&buf[i], sizeof(float));
    }
}

static void testTask()
{
    uint8_t *testData1 = (uint8_t *)malloc(sizeof(uint8_t) * dataLen);
    float *testData2 = (float *)malloc(sizeof(float) * dataLen);
    struct timeval tv_d0;
    struct timeval tv_d1;

    while (1)
    {
        makeMatrixUint8(testData1, dataLen);
        makeMatrixFloat(testData2, dataLen);
        gettimeofday(&tv_d0, NULL);
        for (int t = 0; t < 10; t++)
        {

            for (int i = 0; i < dataLen; i++)
            {
                testData2[i] = testData1[i] * 0.3;
            }
        }
        gettimeofday(&tv_d1, NULL);
        ESP_LOGI(TAG, "%lu", 1000000 * (tv_d1.tv_sec - tv_d0.tv_sec) + (tv_d1.tv_usec - tv_d0.tv_usec));
        
        vTaskDelay(1);
    }
}

void app_main()
{
    xTaskCreate(testTask, "servoTask", 1024 * 4, NULL, tskIDLE_PRIORITY, NULL);
}

biggates

2023-04-12 10:53:15 +08:00

原文: This function automatically busy-waits to ensure enough external entropy has been introduced into the hardware RNG state, before returning a new random number. This delay is very short (always less than 100 CPU cycles). 所以你 dataLen 14400 的时候，每次 delay 加起来就很大了。src: https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/v4.4.4/esp32/api-reference/system/random.html#_CPPv410esp_randomv

Leon6868

2023-04-12 13:23:34 +08:00

@biggates
@geekzjj
非常抱歉，我的表述有误，问题中的“163813 微秒”指的是代码中通过 `ESP_LOGI(TAG, "%lu", 1000000 * (tv_d1.tv_sec - tv_d0.tv_sec) + (tv_d1.tv_usec - tv_d0.tv_usec));` 输出的时间间隔。刚刚测试了一下，gettimeofday 以及 log 函数损耗都非常小；`esp_fill_random()`没有参与计时，就算移到循环外，整体运算时间都没有变小。