Applied Sciences· 2026Q2
IoT Mikrodenetleyicilerinin İş Yükü Farkındalığına Sahip Performans Profillemesi: Sıkıştırma, Kriptografi ve Sinyal İşleme Çaprazında Bir Mimari Karşılaştırması
Workload-Aware Performance Profiling of IoT Microcontrollers: A Cross-Architecture Benchmark Across Compression, Cryptography and Signal Processing
- 0atıf
- Q2SCImago
- 2026yıl
Kısa özet
ESP32, RP2040 ve STM32F446 mikrodenetleyicileri, sıkıştırma, güvenlik ve sinyal işleme iş yüklerinde maksimum ve ortak saat hızlarında yapılan kıyaslamalarda enerji ve gecikme süreleri açısından belirgin performans farklılıkları göstermektedir.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Ana noktalar
- ESP32, maksimum saat hızlarında (240 MHz) 10 iş yükü için en düşük ortalama gecikmeyi elde etti; RP2040 LZ77 için, STM32F446 DCT için.
- Ortak 160 MHz'de, minimum ortalama enerji iş yükleri ve MCU'lar arasında dağıldı.
- ESP32'nin ortalama enerjisi düşürüldüğünde %1,29–3,54 azaldı; RP2040'ınki %3,35–4,00 arttı.
- STM32F446, 160 MHz'de 11 iş yükü için daha düşük ortalama enerji gösterdi ancak FIR için %15,38 daha yüksek çıktı (maksimum saat hızlarına kıyasla).
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Özet (abstract)
This study compares active-computation energy and latency for twelve compression, security/integrity and signal-processing workloads on ESP32, RP2040 and STM32F446. Common scalar C kernels process fixed 2048-byte inputs on one application core under two operating profiles: maximum nominal CPU clocks of 240, 200 and 180 MHz, respectively, and a common nominal 160 MHz. A Nordic PPK2 supplies each target domain at 3.3 V and records the current and one execution marker at nominal 100 kS/s. External regulators are removed on ESP32/RP2040; Nucleo retains its LDO with JP6 open. Sixty separate power-on captures provide ten observations per board and profile for arithmetic means and sample standard deviations. Energy integrates the full RUN current without baseline subtraction. At maximum clocks, ESP32 has the lowest observed mean latency for ten workloads, RP2040 for LZ77 and STM32F446 for DCT. At 160 MHz, the counts become six, one and five; minimum mean energy is distributed across six, two and four workloads. Relative to the maximum-clock profiles, ESP32’s mean energy falls by 1.29–3.54%, whereas RP2040’s rises by 3.35–4.00%. STM32’s mean energy is lower in eleven workloads but 15.38% higher for FIR. Equal nominal CPU frequency does not equalize internal supply settings, memory clocks or software execution. These results support the workload-specific comparison of documented operating configurations. The small cross-profile energy changes remain descriptive because capture SD characterizes repeatability, while absolute accuracy and cross-session systematic errors are not fully quantified.
Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Applied Sciences, 2026 · DOI ↗
Ücretsiz hesapla devam et
Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.
Web'de ücretsiz devam etGoogle ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.
Telefonda:
Alan: Donanım ve Mimari
Hardware and ArchitectureComputer Science