Forum: Projekte & Code CH32V003 Instruction Execution Timing


von Tim  . (cpldcpu)


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Ich habe einige Experimente gemacht, um das Timing der Befehlsausführung 
auf dem CH32V003 besser zu verstehen:

https://github.com/cpldcpu/DRAM_exploration/tree/master/instruction_timing

Alles nicht so einfach.

- Ein Flash-Zugriff benötigt 2 Taktzyklen (Bei 48MHZ core clock). Durch 
einen prefetch-Buffer im Flash Controller können dieses teilweise 
versteckt werden, so dass man compressed instructions in einem 
Taktzyklus ausführen kann.
- Taken branchnes sind sehr langsam, da Pipeline und prefetch-buffer neu 
gefüllt werden müssen.
- Code-Zugriffe aufs SRAM benötigen nur 1 Takt, allerdings scheint es 
hier keinen prefetch-buffer zu geben.
- Zugriffe auf GPIO belegen den AHBI-Lite Bus, an dem auch das SRAM 
hängt, dadurch benötigen Speicherzugriffe (und GPIO) immer zwei Zyklen.

Ich hatte gehofft, dass es beim CH32V003 möglich ist, GPIOs mit einem 
Taktzyklus zu togglen. Leider scheint das nicht möglich zu sein (bzw. 
nur bei 24MHz core clock).

Die neueren CH32V002/006 haben ein Flash waitstate mehr und sind daher 
noch langsamer.

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Ich hatte gehofft, dass es beim CH32V003 möglich ist, GPIOs mit einem
> Taktzyklus zu togglen. Leider scheint das nicht möglich zu sein (bzw.
> nur bei 24MHz core clock).

Von dieser Idee wirst du dich bei allen neueren Teilen die mit >20Mhz 
arbeiten, verabschieden koennen. Einfach weil das Flash zu lahm ist und 
deshalb heute Cache standard geworden ist.

> Die neueren CH32V002/006 haben ein Flash waitstate mehr und
> sind daher noch langsamer.

Also DAS finde ich beaengstigend. Das sagt mir naemlich das sie gemerkt 
haben das es bei aelteren Teilen ein Problem gab und das da was im 
Errata stehen sollte...

Vanye

von Gerd E. (robberknight)


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Tim  . schrieb:
> Die neueren CH32V002/006 haben ein Flash waitstate mehr und sind daher
> noch langsamer.

Die CH32V002 haben einen V2C-Core, die CH32V003 einen V2A-Core. Ähnliche 
Kategorie, vermutlich haben sie das noch mehr auf Kosten und Ausbeute 
getrimmt. Denn das dürfte ja der Hauptgrund sein warum man die nimmt.

Hast Du zufällig noch eine Nummer größer da um zu vergleichen wie es da 
dann aussieht? Also z.B. der CH32X035, das wäre ein V4C-Core.

Vanye R. schrieb:
> Also DAS finde ich beaengstigend. Das sagt mir naemlich das sie gemerkt
> haben das es bei aelteren Teilen ein Problem gab und das da was im
> Errata stehen sollte...

Muss nicht sein. Wie ich oben schrieb ist das ein anderer Core. Und der 
kann durchaus absichtlich so entwickelt worden sein um z.B. die Kosten 
zu drücken oder die Ausbeute zu erhöhen.

von Tim  . (cpldcpu)


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Vanye R. schrieb:
>> Ich hatte gehofft, dass es beim CH32V003 möglich ist, GPIOs mit einem
>> Taktzyklus zu togglen. Leider scheint das nicht möglich zu sein (bzw.
>> nur bei 24MHz core clock).
>
> Von dieser Idee wirst du dich bei allen neueren Teilen die mit >20Mhz
> arbeiten, verabschieden koennen. Einfach weil das Flash zu lahm ist und
> deshalb heute Cache standard geworden ist.

Bei der Ausführung aus dem SRAM spielen Waitstates keine Rolle. Was beim 
CH32V003 ungünstig ist, ist dass der Prefetech-Buffer Teil des 
Flash-controllers ist.

von Tim  . (cpldcpu)


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Vanye R. schrieb:
> Also DAS finde ich beaengstigend. Das sagt mir naemlich das sie gemerkt
> haben das es bei aelteren Teilen ein Problem gab und das da was im
> Errata stehen sollte...

Vermutlich haben sie eine andere Technologie genutzt, um den Die weiter 
zu shrinken.

Der CH32V003 die ist für ein "$0.10" Produkt relativ gross:
https://zeptobars.com/en/read/wch-ch32v003-risc-v-riscv-microcontroller-10-cent

Ich vermute, dass der CH32V002 auf eine kleinere die-Fläche getrimmt 
wurde. Das ging vermutlich zu Lasten der Flash-Geschwindigkeit.

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