描述

Spresense 質(zhì)數(shù)計(jì)算器

Spresense 素數(shù)計(jì)算器實(shí)現(xiàn)了一種可以同時在多個 Spresense CPU 內(nèi)核上運(yùn)行的素數(shù)計(jì)算算法。

Spresense CXD5602GG 芯片有六個 ARM Cortex M4 內(nèi)核。在此項(xiàng)目中，您將能夠輕松決定在進(jìn)行素數(shù)計(jì)算時將使用多少個 CPU 內(nèi)核。測量計(jì)算所花費(fèi)的時間，然后與進(jìn)行相同計(jì)算但僅使用一個內(nèi)核所花費(fèi)的時間進(jìn)行比較。它是一種基準(zhǔn)應(yīng)用程序，用戶可以在其中進(jìn)行各種設(shè)置并觀察結(jié)果。

Spresense 主板足以完成此項(xiàng)目，但如果將其連接到 Spresense 擴(kuò)展板，則沒有任何區(qū)別。

先決條件

• Ubuntu PC（Spresense Full SDK 需要）。

描述

默認(rèn)情況下，Spresense 素數(shù)計(jì)算器將在一組預(yù)定義的參數(shù)上運(yùn)行。

參數(shù)是：

• 要使用的 CPU 數(shù)量。[1-5] 默認(rèn)值：5。
• 搜索素數(shù)的數(shù)字范圍。[1-“千”] 默認(rèn)值：15000。

該應(yīng)用程序?qū)⒃诿钚兄兄付ǖ谋M可能多的內(nèi)核上啟動并啟動素數(shù)計(jì)算器算法的實(shí)例。如果未指定核心數(shù)，則將使用默認(rèn)值。

然后每個實(shí)例都會收到一條消息，其中包含起始值和要通過質(zhì)數(shù)計(jì)算器運(yùn)行的范圍長度。范圍的長度與數(shù)字范圍相同。這意味著將計(jì)算的總范圍將是number range x number of CPUs 。

結(jié)果是什么意思？

結(jié)果基本上只是一個數(shù)字，說明完成任務(wù)需要多長時間。作為參考，這里是為 Arduino UNO 移植的代碼。

劇透警告！在范圍為 0-2000 個數(shù)字的 Arduino UNO 上進(jìn)行的初始測試需要 10916 毫秒才能找到 303 個素數(shù)。在五個內(nèi)核上運(yùn)行的 Spresense 上的相同范圍需要 9 毫秒，而在一個 Spresense 內(nèi)核上運(yùn)行需要 27 毫秒。

uint32_t find_primes(uint32_t start_val, uint32_t limit) {
 uint32_t primes = 0;
 for (; start_val <= limit; start_val++) {
   int x = 2;
   while (x <= start_val) {
     if (start_val % x == 0)
       break;
     x++;
   }
   if (x == start_val)
     primes++;
 }
 return primes;
}
#define RANGE 5000
void setup() {
 uint32_t primes = 0;
 uint32_t range = RANGE;
 unsigned long start_time, end_time, difference_time;
 // put your setup code here, to run once:
 Serial.begin(115200);
 Serial.print("Starting Prime calculation on Arduino Uno.\nRange from 0 - ");
 Serial.println(range, DEC);
 start_time = millis();
 primes = find_primes(0, RANGE);
 end_time = millis();
 difference_time = end_time - start_time;
 Serial.print("Found: ");
 Serial.print(primes);
 Serial.print(" primes in: ");
 Serial.print(difference_time);
 Serial.println(" ms.");
}
void loop() {
 // put your main code here, to run repeatedly:
}

上圖：Arduino UNO 的代碼。

分步說明：

1. 按照先決條件步驟為您的 Ubuntu 計(jì)算機(jī)準(zhǔn)備運(yùn)行 Spresense Full SDK 所需的工具。

2.克隆已經(jīng)實(shí)現(xiàn)素數(shù)計(jì)算器的分叉存儲庫：

$ git clone --recursive git@github.com:TE-KarlKomierowski/spresense.git

3.配置和構(gòu)建Spresense Full SDK：

$ cd spresense/sdk
$ tools/config.py --kernel release
$ tools/config.py examples/prime
$ make buildkernel 
$ make             

4. 構(gòu)建完成后，將在SDK 文件夾中創(chuàng)建一個名為nuttx.spk的文件。

5. 這個文件必須燒寫到Spresense板子上。您可以通過使用“-b”開關(guān)編輯波特率來提高閃爍速度。默認(rèn)值為 115200。如果您嘗試最快的速度并發(fā)現(xiàn)速度不佳，請嘗試降低速度。

$ tools/flash.sh nuttx.spk 
or
#Maximum flashing speed is 1152000, default is 115200.
$ tools/flash.sh -b 1152000 nuttx.spk 

6. 閃爍完成后，使用以下設(shè)置啟動您最喜歡的串行終端，只需仔細(xì)檢查設(shè)備是否正確。

+-----------------------------------------------------------------------+
| A -    Serial Device      : /dev/ttyUSB0                              |
| B - Lockfile Location     : /var/lock                                 |
| C -   Callin Program      :                                           |
| D -  Callout Program      :                                           |
| E -    Bps/Par/Bits       : 115200 8N1                                |
| F - Hardware Flow Control : No                                        |
| G - Software Flow Control : No                                        |
|                                                                       |
|    Change which setting?                                              |
+-----------------------------------------------------------------------+ 

7. 你的終端應(yīng)該是這樣的：

NuttShell (NSH) NuttX-7.22
nsh> 

8. 這是 NuttShell。從這里您可以通過簡單地輸入“prime”來啟動 prime 計(jì)算器。然后素數(shù)計(jì)算器將從默認(rèn)值開始。

Synopsis:

prime [N_CPUS] [RANGE]

以下示例將使用 4 個 CPU 內(nèi)核啟動應(yīng)用程序，其中每個內(nèi)核計(jì)算一個范圍，每個范圍包含 1000 個值。

NuttShell (NSH) NuttX-7.22
nsh> prime 4 1000

9. 按回車鍵，看看在不同數(shù)量的核心上運(yùn)行各種范圍長度時會得到什么結(jié)果。

享受！:)

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