越來(lái)越多的嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要更多的程序存儲(chǔ)器，而不是使用嵌入式閃存或SRAM在片上經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)器。對(duì)于這些設(shè)計(jì)，越來(lái)越多的設(shè)計(jì)正在轉(zhuǎn)向就地執(zhí)行（XiP）操作，其中代碼直接從外部NOR閃存設(shè)備執(zhí)行，通過(guò)這種方式可以實(shí)現(xiàn)其系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

大多數(shù)設(shè)計(jì)人員通常會(huì)為其 XiP 系統(tǒng)選擇四通道串行外設(shè)接口 （SPI） 存儲(chǔ)器，因?yàn)樗浅杀咀畹偷倪x擇。但是，根據(jù)具體應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員在使用四通道器件時(shí)可能無(wú)法滿足性能要求。

他們可以通過(guò)進(jìn)行軟件優(yōu)化來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，但這種更改通常需要軟件團(tuán)隊(duì)花費(fèi)數(shù)周甚至數(shù)月來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)，即使這樣，優(yōu)化仍然可能還不夠。最終可能有必要從設(shè)計(jì)中消除特征。另一種選擇是提高處理器的時(shí)鐘速度以實(shí)現(xiàn)所需的性能，但這可能會(huì)提供遞減的回報(bào)并增加系統(tǒng)能耗，并增加潛在的電池尺寸，從而降低成本。當(dāng)然，一些設(shè)計(jì)已經(jīng)讓處理器以最大時(shí)鐘速度運(yùn)行，在這種情況下，可能需要升級(jí)到更快、更昂貴的處理器。

設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮的一個(gè)選項(xiàng)是從四通道SPI器件轉(zhuǎn)向八通道SPI器件進(jìn)行設(shè)計(jì)。雖然此舉不會(huì)對(duì)所有應(yīng)用程序產(chǎn)生巨大影響，但有一些應(yīng)用程序?qū)⑹芤娣藴\。在那些對(duì)閃存性能敏感的應(yīng)用中可以看到這種優(yōu)勢(shì)。

預(yù)測(cè)這一點(diǎn)的簡(jiǎn)單方法是查看SPI總線上的流量。如果應(yīng)用程序大部分都在緩存中運(yùn)行，則不會(huì)在總線上看到大量事務(wù)。當(dāng)您開(kāi)始看到總線的大量流量/高利用率時(shí)，您就會(huì)知道它更依賴(lài)于閃存。如果總線利用率很高，切換到像Adesto的EcoXiP這樣的八通道器件的收益是相當(dāng)可觀的。最終，這可以轉(zhuǎn)化為顯著的能源和成本節(jié)約。

我們 使用 邏輯 分析 器 來(lái) 測(cè)量 四 通道 模式 的 SPI 總 線 利用率， 以 觀察 在 切換 到 八 通道 器件 時(shí) 其 與 系統(tǒng) 加速 的 關(guān)聯(lián) 關(guān)系。我們運(yùn)行了 CoreMark 基準(zhǔn)測(cè)試，通過(guò)以固定間隔清除緩存的內(nèi)容（緩存失效），在總線上生成更多/更少的流量。這些緩存失效旨在模擬任務(wù)切換和中斷頻繁的實(shí)時(shí)系統(tǒng)場(chǎng)景。通過(guò)使間隔越來(lái)越短，我們?cè)黾恿斯财?chē)上的交通量。

您可以看到，在某些領(lǐng)域，四元和八進(jìn)制性能之間的差異并不大，但隨后它會(huì)向上擺動(dòng)。在這一點(diǎn)上，值得考慮轉(zhuǎn)向八進(jìn)制設(shè)備。當(dāng)應(yīng)用程序演示SPI總線利用率達(dá)到60%或更高時(shí)，您可以看到其優(yōu)勢(shì)。

在許多系統(tǒng)中，功率是一個(gè)重要的考慮因素。我們希望確保使用八進(jìn)制器件可以獲得的額外性能不會(huì)與更高的系統(tǒng)級(jí)功耗相權(quán)衡。我們使用相同的設(shè)置來(lái)測(cè)量恩智浦 i.MX RT1050 MCU在就地?cái)U(kuò)展模式下運(yùn)行時(shí)的功耗。我們使用相同的技術(shù)，以固定的時(shí)間間隔注入緩存失效，并測(cè)量MCU和閃存的功率。下圖顯示，在我們測(cè)試的所有場(chǎng)景中，Octal EcoXiP 比傳統(tǒng)的 Quad 設(shè)備更節(jié)能。EcoXiP 在每種情況下都提供了更多的每 mW 核心標(biāo)記。同樣有趣的是，EcoXiP 的功耗優(yōu)勢(shì)隨著工作負(fù)載的加劇而增加，工作負(fù)載的緩存未命中次數(shù)更多，從而在 SPI 總線上產(chǎn)生更多流量。

如果您使用的是恩智浦 i.MX RT1050這樣的器件，您可以輕松地將Quad器件換成八進(jìn)制器件，因?yàn)樵撔酒募軜?gòu)巧妙，可以同時(shí)支持兩者。

審核編輯：郭婷