appendix 2019-06-19

针对上一次综述的反思

综述:就某一时间内,作者针对某一专题,对大量原始研究论文中的数据、资料和主要观点进行归纳整理、分析提炼而写成的论文
在第一版的综述中,有两点做得不好:
1.核心问题不明确,没有突出某一专题
2.没有定量分析对比树莓派和其它嵌入式

审题思路

转过头来,上面的第一点中提到的核心问题,就是这篇综述到底在述什么。
命题很宽广,开放度很高,我最初听到这个命题时并不确切地知道自己该做什么。英语六级低分飘过的我开始用英语的思维思考:What Why How when where and who。其中,when where 和 who 都是有明确答案的:由剑桥大学的由Eben·Upton在2012年3月发行。那么我们的选题就有 what why and how
What is raspberry Pi?
How doe raspberry Pi perform in calculation compared to STC 15 and 51?
Why is it considered a kind of better equipment compared to STC 15 and 51?

What

与其论述什么是树莓派、树莓派是什么,不如选择树莓派是否属于嵌入式、是否属于开源硬件这种是或非的命题来得更容易且有意义。
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers,美国电气和电子工程师协会)对嵌入式系统的定义:"用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置"。原文为:Devices Used to Control,Monitor or Assist the Operation of Equipment,Machinery or Plants)。
简而言之,嵌入式是针对某项特殊功能设计的帮助人们运行其它设备的装置。基于这点,树莓派属于嵌入式,这也是这篇综述的前提条件之一,否则一切对比也就没有了意义。
关于开源,针对未与Broadcom博通公司签订协议的广大个体学习者,树莓派的最底层是闭源的:电路图和数据手册,无需多言。

前提

辩论赛之初(通常是在一辩),正反双反要基于某些关键词做出解释,来统一双方的理解。这里也是一样。
1.树莓派开发属于操作系统层级的嵌入式硬件开发
2.STC的“1T”单片机开发属于连接软硬件的驱动层级的嵌入式硬件开发
3.树莓派3代的BCM2837采用了4核Cortex A53,指令集为RISC


Cortex-A53

4.STC的“1T”单片机为8051体系结构,指令集为普通8051指令集


“1T”

How and why

在这部分,我们通过定量计算DMIPS来比较三种嵌入式的运算能力
DMIPS:Dhrystone Million Instructions executed Per Second
即微处理器每秒进行的百万量级运算的次数,主要针对整型数据

STC15W4K32S4初始化

百万次自加

STC89C516初始化

百万次自加

树莓派百万次自加

image.png

image.png

image.png

三者取平均数得0.1163
由上实验知,三者的DMIPS为:
STC15W4K32S4(22MHz晶振) 7.62
STC89C516(22MHz晶振) 0.90
树莓派3B 8.60
由此得知,树莓派3B的运算能力强于STC号称速度提升8-12倍的1T系列单片机,更远强于12T系列单片机

依然留存的疑问

二者属于不同的层级,有着不同的内核,基于不同的指令集,这种对比是否有意义?

如果有意义,为什么采用4核Cortex A53的树莓派3B的DMIPS仅仅高出一点点?

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