试用手记：为国产FPGA正名(二,51硬核性能测试)

作者：特权同学

IO口速度测试，使用以下程序测试高电平脉宽。

    while(1)
    {
        P0 = 0xf;
        P0 = 0x0;
    }

同等条件下与其他MCU比较：

单片机/处理器	工作频率	高脉冲宽度
ASTRO 8051硬核	25MHz	约1us
ASTRO 8051硬核	50MHz	约500ns
ASTRO 8051硬核	100MHz	约250ns
STC89C516	11.0592MHz	约2.16us
NIOS II/e 32位软核	25MHz	约2.5us
NIOS II/s 32位软核	25MHz	约160ns
NIOS II/f 32位软核	25MHz	约160ns

在两次操作之间插入延时函数，分别延时delay(1)、delay(2)、delay(3)、delay(4)。测试延时函数如下：

void delay(uchar cnt)
{
    uchar i =0;
    while(i < cnt)
    {
        i++;
    }
}

由于delay()函数调用一次会有一些额外开销（如赋初值等），所以我们通过不同延时值的实际延时差来看指令运行的速度。换句话说，对前面的程序，可以通过每次delay()函数的差值来计算每多执行一次i++和一次i

特权同学曾使用相同条件测试了51单片机，通常11.0592MHz下工作的51单片机每多执行一次i++和一次i

延时函数	ASTRO 8051硬核		NIOS II/s 32位软核
	50MHz	100MHz	25MHz	50MHz
Delay(1)	5.0us	2.5us	6.5us	4us
Delay(2)	6.6us	3.3us	9us	6us
Delay(3)	8.3us	4.2us	11.5us	7.5us
Delay(4)	9.9us	5.0us	14us	9.5us
i++与i	约1.63us	约0.83us	约2.5us	约1.25us

简单的一些性能测试，发现这个51硬核还是有花头的，至于稳定性和可靠性上还需继续验证和尝试。当然，本文的测试是使用了片内的存储器作为代码和数据存储，实际速度性能和存储器的性能关系非常大，是需要进一步考核的项目。