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DAPLink（CMSIS-DAP v2 / SWD）性能测试

测试环境​

  • Probe：自制 DAPLink（CMSIS-DAP v2）
    • 主控：CH32V307 144Mhz
    • SWD：GPIO 翻转实现（SwdGeneralGPIO）
  • USB：USBHS（High-Speed）
    • 端点类型：Bulk
    • MaxPacketSize：512
  • 编译优化：-O3
  • 目标芯片：STM32F401RC
  • SWD 时钟：上位机 Speed=10000，实测最高稳定频率约 10MHz

daplink-benchmark

测试代码​

static constexpr auto USB_OTG_HS_LANG_PACK =
      LibXR::USB::DescriptorStrings::MakeLanguagePack(
          LibXR::USB::DescriptorStrings::Language::EN_US,
          "XRobot", "CMSIS-DAP", "XROBOT-XRDAP-");

LibXR::USB::CDCUart cdc(128, 128, 3);

LibXR::Debug::SwdGeneralGPIO swd(PA0, PA4, 0);

USB::DapLinkV2Class dap(swd);

LibXR::CH32USBDeviceHS usb_dev_hs(
    ...
    /* config */
    {{&dap, &cdc}},
    {reinterpret_cast<void*>(0x1FFFF7E8), 12});
...

测试方法​

本测试包含两组指标：

  1. 吞吐（不同块大小）：使用 probe-rs 的 benchmark 输出，固定参数如下：
  • Speed=10000
  • Word size=32bit
  • Iterations=32
  • 变更 Data length：32 / 128 / 2048 / 32768 bytes
  1. SRAM 读写上限（固定长度）：使用 OpenOCD + TCL 脚本进行 SRAM 指定地址区间的 write/read/e2e 计时统计。

测试结果​

吞吐（不同块大小）​

Speed=10000，Word size=32bit，Iterations=32：

  • Data length = 32 bytes

    • Read : 167394.75 bytes/s（Std Dev 26285.19）
    • Write: 164495.92 bytes/s（Std Dev 35468.60）

  • Data length = 128 bytes

    • Read : 365890.08 bytes/s（Std Dev 42441.94）
    • Write: 376733.44 bytes/s（Std Dev 66519.33）

  • Data length = 2048 bytes

    • Read : 596184.47 bytes/s（Std Dev 19107.54）
    • Write: 613571.24 bytes/s（Std Dev 34987.02）

  • Data length = 32768 bytes

    • Read : 598801.08 bytes/s（Std Dev 9090.12）
    • Write: 625560.76 bytes/s（Std Dev 12092.70）

SRAM 读写上限（固定长度）​

  • SRAM_WRITE_LIMIT：49152 bytes in 0.066248 s（724.55 KiB/s）
  • SRAM_READ：49152 bytes in 0.069153 s（694.11 KiB/s）
  • SRAM_E2E（write+read）：98304 bytes in 0.135401 s（709.01 KiB/s）

总结​

本次测试基于 CH32V307 的 USBHS（512B Bulk）与 GPIO 翻转 SWD 实现 CMSIS-DAP v2（DAPLink），对 STM32F401RC 目标的 SRAM 访问吞吐进行了基准测量。

在 Speed=10000、32bit 访问、32 次迭代的条件下，大块传输（2KB～32KB）区间的读写吞吐稳定在约 0.6 MB/s 量级；固定长度 48 KiB 的 SRAM 端到端（write+read）吞吐约 709 KiB/s。