如何估计 ARM 平台上的程序消耗的能量？ [关闭]

Posted 2023-03-06

【中文标题】如何估计 ARM 平台上的程序消耗的能量？ [关闭]

【英文标题】：How to give an estimation of the energy consumed by a program on an ARM platform? [closed]

【发布时间】：2016-02-14 12:19:21

【问题描述】：

有没有办法估计 ARM CPU 上的程序消耗的能量？在嵌入式系统中，能耗是最重要的参数之一，我想知道程序员是否有可能知道运行程序大约需要多少能量？

例如，由于在多个周期执行的 ARM CPU 除法上，我想使用除法的代码会比不使用除法的代码消耗更多的能量。但是这个reeasing还是很直观的，有没有更好的办法来量化CPU在执行代码时所消耗的能量？

【问题讨论】：

哪个平台？我的手臂芯片甚至没有电池。它使用太阳能电池板，如果太阳能不可用，它会求助于手动。

arm 制造的是内核而不是芯片，尽管您知道的唯一方法是使用特定的芯片、电路板和软件并测量功率，没有其他方法。

有一篇关于旧 ARM 内核的论文计算了能量/指令，并认为编译器可以针对它进行优化。对于大多数现代 ARM CPU 和系统来说，这不是一个因素。 DDR 和其他外围设备通常使 CPU 相形见绌。 div 和 mul 可能由一张大桌子实现，需要大量的硅，但不是很多能量。对于多周期mul，它的计算时间很长，会消耗更多的能量。很大程度上取决于实现中使用的晶体管以获得精确的能量。

人们不喜欢您的问题，因为您需要更具体地了解系统。对于低能量 cortex-m 设计（可能使用被动能量），这是一个有趣的问题。对于大多数“手机”或 PDA/平板电脑来说，它没有意义。 USB 加密狗、智能卡和个人健身设备是解决这个问题的好应用。通常除了 CPU 之外的其他东西会占主导地位（电源、时钟等）。与总能量相比，峰值能量通常非常重要。

ISA power、ARM ins power、ARM+compiler+algo power 等。大多数都是书本，尚不清楚哪一个会回答您的问题；也许他们所有人。

【参考方案1】：

我认为这里没有任何特定于 ARM 的技巧（无论如何，“ARM”涵盖了许多不同的东西）。您通常会查看您使用的各种不同电源状态（运行、睡眠等）下的电流消耗，然后估计在每种状态下花费的时间比例。这让您可以计算平均电流/功率。

说“这条指令消耗大量能量”通常没有多大意义——您可能关心的是“这条指令序列需要很长时间才能运行，因此我无法返回快速入睡”。

【参考方案2】：

与现成工具最接近的是类似于http://ds.arm.com/ds-5/optimize/arm-energy-probe/

通常电池运行系统具有通过 sysfs 条目暴露的电量计，可以提供通过的电流量。把它想象成智能手机电池/充电指示灯。这些通常不是那么可靠并且难以与应用程序运行的确切时间相关联，但可能会给您一个粗略的估计。