使用Tengine Explore版在firefly-RK3399上开发多线程项目

金鹏

这是Tengine Explore版本系列文章的第二篇。

上一篇，我们讲到，使用Tengine Explore版本在firefly-RK3399上实现了实时目标检测的一个demo，并且对比了开源版，Explore版（float32），Explore版（int8）三者的性能。本篇，我们将在此基础上进一步挖掘Tengine Explore和firefly-RK3399的强大性能。

Tengine不仅支持在ARM架构的芯片上使用CPU进行推理，还支持使用CPU/GPU异构计算，充分发挥硬件的性能，详情请看官方文档：Tengine/doc/gpu_cpu_mssd.md，其中GPU采用float16进行推理运算。

由于我们的应用需要两路视频同时处理，因此我们需要用到多线程。多线程的应用开发也可以参考官方的文档：Tengine/doc/multi_thread_mssd.md和例子：Tengine/tests/bin/mt_mssd.cpp

RK3399的CPU采用big.LITTLE大小核架构，双Cortex-A72大核+四Cortex-A53小核结构，GPU采用的是Mali-T864，硬件条件还是很不错的。上一篇文章中，程序默认使用A72来进行计算，并且测试得到的时间包含了图像预处理、模型推理和后处理三部分。

本文重点放在多线程的使用，以及如何调用不同的核心。并且为了更加准确地衡量推理本身的速度，本文中的时间仅包含模型推理的时间，不含图像预处理和后处理的时间。

Tengine是专门针对嵌入式设备的前向推理框架，对3399的支持可以说很友好了。使用Tengine开发多线程应用，可以轻松地实现计算资源的调度。例如我们启动两个线程，并且一个线程用A72，另一个用A53来跑模型，可以简单地通过以下代码来实现：

1. const struct cpu_info * p_info = get_predefined_cpu("rk3399");
   
2. int a72_list[] = { 4, 5 };           //two a72 cores
   
3. set_online_cpu((struct cpu_info *)p_info, a72_list, sizeof(a72_list)/sizeof(int));
   
4. create_cpu_device("a72", p_info);
   
5. 
   
6. const struct cpu_info* p_info1 = get_predefined_cpu("rk3399");
   
7. int a53_list[] = { 0, 1, 2, 3 };    //four a53 cores
   
8. set_online_cpu((struct cpu_info*)p_info1, a53_list, sizeof(a53_list)/sizeof(int));
   
9. create_cpu_device("a53", p_info1);
   
10. 
    
11. std::thread *thread1 = new std::thread(your thread_function1);
    
12. std::thread *thread2 = new std::thread(your thread_function2);
    
13. 
    
14. thread1->join();
    
15. thread2->join();
    
16. 
    
17. delete thread1;
    
18. delete thread2;
    
19. 
    
20. //in thread_function1：
    
21. graph_t graph = create_graph(nullptr, "caffe", text_file, model_file);  //Tenigne API 2.0
    
22. set_graph_device(graph, "a72");
    
23. 
    
24. //in thread_function2：
    
25. graph_t graph = create_graph(nullptr, "caffe", text_file, model_file);  //Tenigne API 2.0
    
26. set_graph_device(graph, "a53");

复制代码

接下来，我们分别将线程1和线程2绑定到不同的处理核心上，来测试性能。测试方法还是跟上一篇一样，使用两个线程同时处理两路本地视频，计算每一帧的平均时间，并分别采用float32和int8进行推理，模型还是跟上一篇文章用的一样，是在Mobilenet_SSD的基础上裁剪压缩得到的，大小为8.3M。结果如下表（线程时间表示该线程处理一帧的平均时间，以及换算成fps之后的值，不包含图像预处理以及后处理的时间）：



可以看到，A72的运算是最快的，其次A53，最后是GPU。GPU上的运算时间有待提升。量化方式比浮点方式速度更快！但是由于我们的模型已经压缩得很小了，所以量化计算的加速比没有那么明显。但是采用量化计算，两个线程分别用2个A72和4个A53，fps分别达到40.7和30.0，相当快了！

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