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HPM5301 高频 JTAG:25/30 MHz 开发实验

在本套 MKLink V4 与 HPM5301 接线上,30 MHz 开发路径两次持续 30 秒的单变量采集达到 109.236 / 108.955 kSa/s。本页记录其测量条件与适用范围,供评估后续开发方向。

本文为早期实验快照

后续开发版已保留 high=20 MHz 并新增 ultra=30 MHz,默认仍为 10 MHz,见四档用法。四档界面已实现,30 MHz 长测及脚本重连矩阵结果已补入上述说明;20 MHz 的 4 KB SBA 忙冲突修复版已完成 48 项底层验证,24 项 CLI/MCP 操作和 Chrome 四档实机操作也已通过(开发源码页面)。下文描述此前独立候选固件的 30 秒实验,不是 30 分钟验证报告,也未验证普通内存读写或 RTT 性能。早期 25/30 MHz 候选各自只包含一个实验内核。

时钟有多快,数据就一定有多快吗

调试时钟决定移位速度,但完整采样还包含数据打包、CRC、调度和 USB 交接。本实验采用探针时间戳计算平均采样率,保留批间间隔,不用最短间隔的倒数代替持续吞吐。

LA5032 以 500 MSa/s 采集,并根据完整 41 位 Shift-DR 解码测得:

路径 平均移位时钟 高电平中位数 低电平中位数
原始 20 MHz 19.909 MHz 18 ns 34 ns
修正后 25 MHz 25.393 MHz 14 ns 24 ns
修正后 30 MHz 29.810 MHz 18 ns 16 ns

采样量化为 2 ns,表中小数不代表校准仪表精度。统计排除了 IR、TAP 过渡等非连续移位时钟。

单变量持续采样

目标为 HPM5301,运行 SDK 1.11.0 hello_world 的 RTOS 扩展示例。请求周期 1 µs 进入满速模式;剔除启动前 200 ms 后统计,不代表实现 1 MHz 定时采样。

固件与路径 时长 有效样本 kSa/s P99 间隔 最大间隔
原始稳定固件 20 MHz 3 s 256560 94.559 78 µs 279 µs
最终候选固件 20 MHz 30 s 2571720 86.842 96 µs 300 µs
25 MHz 候选 30 s 2837664 95.654 91 µs 301 µs
30 MHz 候选,第 1 次 30 s 3240912 109.236 71 µs 274 µs
30 MHz 候选,第 2 次 30 s 3232488 108.955 70 µs 277 µs

30 MHz 两轮合计 6,473,400 个有效样本,CRC、解析丢帧、固件错误标志及 DMI reserved/failed/busy 增量均为 0,没有超过 1 ms 的单变量采样间隔。这是本套设备、接线与运行环境的结果,不能外推到所有主机、温度或目标型号。

两种 20 MHz 基线必须分开理解。 原始固件的短测为 94.559 kSa/s,候选固件的长测为 86.842 kSa/s,差异尚未独立归因。不能选择较低值夸大收益,也不能据此声称原有三档没有性能回退。正式推广前仍需等时 A/B 测试。

连续数据块:同时检查速度与内容

运行中变量会变化,内容完整性另外通过已知 Flash 镜像逐块比较。64 B 为 16 个连续 32 位 word;4 KB 为周期块采样,不是普通单次 mem_read。

路径 64 B 采样率(30 s) 完整 64 B 样本 4 KB 块/秒(3 s) 4 KB 有效载荷
候选内 20 MHz 对照 未测 — 206.187 0.805 MiB/s
25 MHz 8.675 kSa/s 256848 230.845 0.902 MiB/s
30 MHz 9.122 kSa/s 270312 242.682 0.948 MiB/s

上述已知内容逐块比较全部相等。每个 4 KB 逻辑样本由两个 2048 B 帧组成,只计完整样本;MiB/s 不含帧头与 CRC。一个 4 KB 样本需要约 4–5 ms,该时间不能当作异常停顿。

这次实验解决了什么,尚未证明什么

直接缩短延时的早期候选出现过错误。最终修正了退出 Shift-DR 时的 TMS 建立时间,并在 30 MHz 路径采用明确的一位 TDO 输入流水线,完整保留 41 位响应。失败证据与最终成功数据分开保存;USB CRC 正常不能替代目标数据内容校验。

最终候选还通过 4/10 MHz 各 3 秒的 64 B 内容回归,但内容正确不等于性能不变。本轮没有修改目标程序、测试普通内存写入或测量 RTT 吞吐,也没有进行新增 GUI 档位的操作验收。

最终 30 MHz UF2 SHA-256 为 751049018b8cf90150d55f857b367a846af99b8e11961c73192c4c8e0e65f717;25 MHz 候选为 7a8989b8d6148610759b2ca2661a7ef56407048a9f80fa42a920d2ffebbeff05。它们与使用指南性能表中的原基线固件不同。

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