如何测量代码更改时电源效率的增减

Question

在嵌入式/移动环境下，在开发软件时必须考虑电池功耗的问题，因此，嵌入式/移动环境下的节能软件编程就显得尤为重要。

问题是，(关于Assembly/C/C++) )

我们认为在任意平台X上运行的软件都是稳定的，它消耗了Y的能量(以瓦茨为单位)，现在我们要进行一些代码修改，我们想要测量它在构建时对能源消耗和效率的影响。

INT16U x = OXFFFF;
/... some code in stable release .../
for(;x<4096;++x)
{
   /... some code in stable release .../

   INT64U foo = x >> 256 ? x : 4096 ;  // point 1  sample code change;
   if(~foo & foo) foo %= 64 ;         // point 1  sample code change;

   /... some code in stable release .../
}

简单地说，如果我们想要测量这段代码如何改变@point1对能源效率的影响(相对于稳定的发布统计数据)，而不是分析空间和时间(性能加内存)，如果我们想在C/ C++中构建一个简单的能量/功率分析和分析工具，

• 是否有任何推荐的C/C++库或源代码来构建电源分析工具？
• 如果我们必须通过CPU/GPU指令级别的变化来分析和确定每个代码更改(例如在point1中)的功耗变化，那么如何在相应的平台上确定任意CPU或GPU的每条指令的功耗呢？
• 开发人员如何认识到，在应用程序构建时而不是运行时，他的代码更改减少或增加了多少功耗？

Answer 1

博士，你不能用软件，只用物理计量器。

要细化“@某个程序员老兄”已经暗示的内容：

一个问题是，硬件上某个操作的实际实现是未知的。您可能会得到带有周期/操作代码的列表，但是您不知道这些循环会做什么。它可以走很长的路，有些需要更多的部件来传递，有些更少，因此不知道个人周期需要多少能量。

另一个问题是在具有大域(例如16位ADC)和多个输入(例如:一次读取多个传感器)的复杂代码中，几乎不确定的路径，特别是当您使用浮点算法时。

这是有可能得到相对不同的功耗，但只有粗的。粗的，如在"100循环相同的代码需要更多的功率比10“粗。或者:如果它运行得更快，它很可能需要更少的动力。

不，你必须吞下苦涩的药丸，去下一个Rhode&Schwarz (不是附属的，只是在写这篇文章的时候在侧边栏上看到一个广告)，得到一个电源，一个电表(实际上是两米)，一个频率发生器和必要的连接材料。将使您在中至上五位数范围内短线(美元)。一旦您有了它，您需要测量每个处理器的每一批处理器的几个MCU/CPU的功耗(大约是30+，以便能够假定均匀分布)。

如果你还没有这些工具，那就是大量的工作和投资。测量本身也是一种艺术形式，你需要知道你在做什么，很多事情都可能出错。

如果你想与军方签订一份价值一百万美元的合同，并且需要保证你的物品能够在一个电池上运行五年，那么花这笔钱也许是个好主意(而且说军方做的第一件事就是在上面贴上一张贴纸，上面写着“每6个月换一次电池！”)否则:甚至不要开始，不值得头痛。