초코볼의 inside Tech

* ESP-Jumpstart: Build ESP32 Products Fast
    - https://docs.espressif.com/projects/esp-jumpstart/en/latest/gettingstarted.html

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| instruction               | meaning                              |
|------------------------------------------------------------------|
| xTaskCreate()             | for single core tasks                |
| xTaskCreatePinnedToCore() | for assigning tasks to specific core |
| xTaskCreateUniversal()    | for making cores used evenly         |
|------------------------------------------------------------------|

void task1(void *pvParameters) {
	while (1) {
		...
		...
		delay(10);
	}
}

void task2(void *pvParameters) {
	while (1) {
		...
		...
		delay(10);
	}
}

다만, "while(1)" 구문 안에 작업 루틴이 들어가고, 필히 "delay(10)" 가 필요합니다.

Delay 는 10 microseconds 미만이면, 균등하게 core 끼리 일을 나눠 갖지 못합니다. 꼭 10 microseconds 이상으로 설정해야 합니다.

portTickType delay_10 = 10 / portTICK_RATE_MS;

...
		vTaskDelay(delay_10);
...

void setup() {
	Serial.begin(115200);
	delay(50); // wait for initialization
	
	xTaskCreatePinnedToCore(
		task1,
		"task1",
		8192,
		NULL,
		1,
		NULL,
		PRO_CPU_NUM
	);
	
	xTaskCreatePinnedToCore(
		task2,
		"task2",
		8192,
		NULL,
		0,
		NULL,
		APP_CPU_NUM
	);
}

void loop() {
}

위에서 언급 했던, core 할당 방법 - xTaskCreate() / xTaskCreatePinnedToCore() / xTaskCreateUniversal() - 과, 어느 CPU - PRO_CPU_NUM / APP_CPU_NUM - 를 사용할 것인지를 정의해 줍니다.

위의 예시는, Core 0 / 1 에 강제적으로 task 를 할당한 예 입니다.

자세한 설명은 아래 FreeRTOS 문서를 참고해 보세요.

* FreeRTOS

- https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/esp32/api-reference/system/freertos.html

6. Single Core 활용

Core 한개만을 이용하여, 2승을 계산하는 간단한 코드를 만들어 봤습니다.

int countX = 0;

...

		for ( int i = 0 ; i < 1000 ; i++ ) {
			pow(2, i);
		}
		countX++;
...

void loop() {
	Serial.println(countX);
	delay(100);
}

setup() 에서 xTaskCreatePinnedToCore 를 이용하여 task1 하나만 정의하여 돌려 봤습니다.

...

	xTaskCreatePinnedToCore(
		task1,
		"task1",
		8192,
		NULL,
		1,
		NULL,
		PRO_CPU_NUM
	);

...

위에서 CPU core 지정 부분을 PRO_CPU_NUM 과 APP_CPU_NUM 을 바꿔 해봤지만, 동일한 결과를 보여 줬습니다.

약 50 초 동안, 2의 1000 승을 1600 회 정도 계산했습니다.

portTickType delay_10 = 10 / portTICK_RATE_MS;
int countX = 0;

void task1(void *pvParameters) {
	while (1) {
		for ( int i = 0 ; i < 1000 ; i++ ) {
			pow(2, i);
		}
		countX++;
		vTaskDelay(delay_10);
	}
}

void task2(void *pvParameters) {
	while (1) {
		for ( int i = 0 ; i < 1000 ; i++ ) {
			pow(2, i);
		}
		countX++;
		vTaskDelay(delay_10);
	}
}
 
void setup() {
	Serial.begin(115200);
	delay(50); // wait for initialization
	
	xTaskCreatePinnedToCore(
		task1,
		"task1",
		8192,
		NULL,
		1,
		NULL,
		PRO_CPU_NUM
	);
 
	xTaskCreatePinnedToCore(
		task2,
		"task2",
		8192,
		NULL,
		1,
		NULL,
		APP_CPU_NUM
	);
}
 
void loop() {
	Serial.println(countX);
	delay(100);
}

약 3200 개 정도를 계산해 냈네요. Single core 사용할 때보다, 딱 2배의 숫자 입니다. 이로써, dual core 가 사용되었다는 것을 알 수 있습니다.

Single core 의 계산 처리값과 한 그래프에서 비교하고 싶어서 index 를 추가하고 EXCEL 에서 그래프를 그려 보았습니다.

int x = 0;

...
 
void loop() {
  x++;
  Serial.print(x);
  Serial.print("\t");
  Serial.println(countX);
  delay(100);
}

생각 외로 처리량이 꽤 좋습니다. Arduino Nano 와는 넘사벽인 성능입니다.

ESP32_dual_core_calc.xlsx

그래프에서 선이 겹쳐 보여 잘 보이지 않지만, PRO_CPU_NUM 이 조금 낮게 나올 것이라고 예상 했지만, WiFi 등을 사용하고 있지 않기 때문에, APP_CPU_NUM 과 동일하게 나왔습니다.

Dual core 를 활용하면서, 정확하게 2배의 계산 처리량을 보여 줬습니다.

FIN