一、前言
二、MIPS與DMIPS的基本概念
在現今數位化時代，微控制器（MCU）已成為各種嵌入式系統和智能設備的核心元件。無論是家用電器、汽車電子、工業自動化，還是物聯網設備，MCU 都在這些領域中扮演著至關重要的角色。然而，隨著應用需求的多樣化和複雜化，如何選擇合適的 MCU 以滿足特定應用的性能要求，成為工程師面臨的一大挑戰。
在選擇 MCU 時，性能評估是至關重要的一環。常見的性能指標包括 MIPS（Million Instructions Per Second）和 DMIPS（Dhrystone Million Instructions Per Second）。這兩個指標分別從不同角度評估 MCU 的處理能力，幫助工程師做出最佳決策。MIPS 是一個傳統的性能指標，表示每秒能執行的機器指令數。這一指標直觀且易於計算，通常用於基本的指令處理能力比較。然而，僅僅依靠 MIPS 來評估 MCU 的性能可能會忽略一些實際應用中的關鍵因素。為了解決這一問題，DMIPS 應運而生。DMIPS 基於 Dhrystone 基準測試，提供了一個更貼近實際應用的性能評估方法。通過模擬典型應用程序的運行情況，DMIPS 能夠更準確地反映 MCU 在實際工作負載下的性能表現。
二、MIPS與DMIPS的基本概念
2.1 MIPS（Million Instructions Per Second）
MIPS（每秒百萬指令）是一個用來衡量微控制器（MCU）性能的指標，表示處理器每秒能夠執行的機器指令數。數值越高，表示處理器每秒能處理的指令越多，性能越強。它主要用來衡量 MCU 在理想條件下的指令處理能力。
常見的計算方式如下：
Clock Speed：處理器的時鐘頻率，通常以 MHz 為單位。
CPI：每條指令平均所需的時鐘週期數。不同指令的 CPI 可能不同，因此 CPI 是一個平均值。
基於指令數和執行時間的計算方式：
Number of Instructions Executed：在測試期間執行的總指令數。
Execution Time：執行這些指令所花費的時間，以秒為單位。
基於性能測試的計算方式：
這個公式是基於特定的基準測試程序，例如每秒執行的 Dhrystone 指令數或 CoreMark 得分進行計算。
如上一個公式說明，CoreMark 是一種基於指令的基準測試，可以用來估算 MIPS。通常，CoreMark 分數可以近似視為每秒執行的指令數。因此，我們可以直接將 CoreMark/MHz 乘以主頻來估算 MIPS。
理論最大 MIPS：
Instructions per Cycle (IPC)：處理器每個時鐘週期能夠執行的指令數，這通常取決於處理器的設計和架構。例如，一個超純量處理器可能在每個時鐘週期內執行多條指令。
2.2 DMIPS（Dhrystone Million Instructions Per Second）
DMIPS（Dhrystone 每秒百萬指令）是一個基於 *Dhrystone 基準測試的性能指標，用來衡量處理器在處理特定工作負載（通常是整數運算）時的性能。DMIPS 的出現是為了提供一個更具代表性的性能評估方法，因為 MIPS 只考慮指令的執行速度，而不考慮指令的實際工作負載。
*註：Dhrystone 指的是一個常用的基準測試程序，用於測試處理器的整數運算性能。它模擬了一個典型的計算機應用程序，包含了大量的算術和邏輯操作。
常見的計算方式如下：
Dhrystone Score：每秒執行的 Dhrystone 基準測試迴圈數。
1757：這是一個常數，表示 VAX 11/780（用於校準 Dhrystone 基準測試的標準處理器）每秒執行的 Dhrystone 指令數。
基於每秒 Dhrystone 操作數的計算方式：
DOPS：每秒執行的 Dhrystone 操作數，通常以每秒億次（100M ops/sec）為單位。
1757 \times 10^6：這個常數表示 VAX 11/780 每秒執行的 Dhrystone 操作數（1757 百萬次）。
基於 MIPS 的轉換方法：
MIPS：處理器每秒執行的百萬條指令數。
CPI：每條指令平均所需的時鐘週期數。
1757：這是一個常數，表示 VAX 11/780 每秒執行的 Dhrystone 指令數。
基於主頻和 DMIPS/MHz 的計算方法：
DMIPS 相較於 MIPS 更適合用來比較 MCU 在處理實際應用程序時的性能，尤其是在整數運算方面。然而，DMIPS 基於特定的基準測試，其代表性可能不適用於所有應用場景。此外，基於不同架構的 MCU 之間的 DMIPS 比較可能會遇到一定的困難。
三、MIPS 與 DMIPS 的差異與 DMIPS 實例說明
3.1 MIPS 與 DMIPS的差異
3.2 實例說明 ( 以 NXP S32K396 與 Infineon TC387QP 為例 )
下列說明以 NXP S32K396 與Infineon TC387QP 的單顆主核心進行說明。
由上面的數據，可得知 Infineon TC397XP中的單核處理速度會比 NXP S32K396 中的單核處理速度更快，但是 MCU 整體的 DMIPS 仍取決於核心的配置與品牌廠商的設計。
四、結論
在評估車用微控制器（MCU）的性能時，DMIPS（Dhrystone Million Instructions Per Second）是一個有價值的指標，但不應僅依賴此單一指標來做出決策。不同的性能指標（如 MIPS 和 DMIPS）在評估中都扮演著重要角色。此外，綜合考慮周邊功能、硬體加速器、應用需求和具體工作負載，才能做出更全面的決策。
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五、參考資料
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