【国民技术N32WB031_STB开发板评测】 GPIO翻转性能测试

walker2048

【国民技术N32WB031_STB开发板评测】 GPIO翻转性能测试 [复制链接]

N32WB03x的GPIO翻转性能测试

前言

某些情况下，需要使用GPIO来模拟一些外设，虽然这会占用较多的MCU。为了弄清mcu的GPIO翻转速度上限，还是有必要测试一下的。

官方GPIO翻转工程

在这个目录下，有官方的GPIO翻转最高速度的工程

N32WB03x_V1.3.0\5-Software Development Kit\N32WB03x_SDK_V1.3\projects\n32wb03x_EVAL\peripheral\GPIO\IOToggle_MaxFrequency

用keil打开这个工程，可以看到main.c程序

int main(void)
{
    /* -1- Enable GPIOx Clock (to be able to program the configuration registers) */
    RCC_EnableAPB2PeriphClk(GPIOx_CLK, ENABLE);

    /* -2- Configure GPIOx_PIN in output push-pull mode */
    GPIO_InitStruct(&GPIO_InitStructure);
    GPIO_InitStructure.Pin = GPIOx_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
    GPIO_InitPeripheral(GPIOx, &GPIO_InitStructure);

    /* -3- Toggle GPIOx_PIN in an infinite loop */
    while (1)
    {          
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
    }
}

然后编译烧录后，使用示波器测试，翻转速度在8Mhz左右。为了进一步测试上限，尝试将函数放到RAM里执行。

---

MCU的程序在Flash里和RAM里有什么区别？

由于MCU的资源都比较小，常见产品的Flash也是支持XIP的，也就是MCU可以直接在Flash里取指令并直接执行。所以并不像PC那样，必须将程序加载到RAM里才可以运行。同时因为很多MCU的速度远高于Flash的速度，为了提高执行效率，工程师们一般使用三种办法（如果有其他的办法，麻烦大家帮忙补充一下）。

1. 增加ICache，在核心与Flash之间增加指令缓冲，加快执行速度。
2. 使用部分SRAM作为零缓冲区，在mcu启动时自动将Flash的大部分加载到零缓冲区（缓冲区和Flash的数据同步由硬件自行完成，无需用户干预）。
3. 将一部分函数在mcu启动时从Flash加载到RAM里，在RAM里执行这些函数。

如何在keil中指定部分函数加载到RAM里

1. 点击 Options for Target..图标，然后在弹出的选项卡里选择Linker选项卡
2. 取消勾选左上角的Use Memory Layout from Target Dialog，然后点击下边sct文件旁边的edit按钮（见图片）, 然后点击OK关闭选项卡
3. 修改.sct文件，自定义一个section（这里我们使用RAMCODE），放在RW_IRAM1段
4. 将#pragma arm section code = "RAMCODE"放在main函数前，#pragma arm section放在main函数后。

.sct的最终内容如下

; *************************************************************
; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
; *************************************************************

LR_IROM1 0x01000000 0x00040000  {    ; load region size_region
  ER_IROM1 0x01000000 0x00040000  {  ; load address = execution address
   *.o (RESET, +First)
   *(InRoot$Sections)
   .ANY (+RO)
   .ANY (+XO)
  }
  RW_IRAM1 0x20000000 0x0000C000  {  ; RW data
   *.o(RAMCODE)
   .ANY (+RW +ZI)
  }
}

main函数修改后最终内容如下

#pragma arm section code = "RAMCODE"
int main(void)
{
    /* -1- Enable GPIOx Clock (to be able to program the configuration registers) */
    RCC_EnableAPB2PeriphClk(GPIOx_CLK, ENABLE);

    /* -2- Configure GPIOx_PIN in output push-pull mode */
    GPIO_InitStruct(&GPIO_InitStructure);
    GPIO_InitStructure.Pin = GPIOx_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
    GPIO_InitPeripheral(GPIOx, &GPIO_InitStructure);

    /* -3- Toggle GPIOx_PIN in an infinite loop */
    while (1)
    {          
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
        GPIOA->POD = 1;
        GPIOA->POD = 0;
    }
}
#pragma arm section

编译烧录后，可以看到速度增加到9.25MHz，应该就是这个MCU的GPIO极限翻转速度了，详见截图。

 

lugl4313820

放内存，放flash，还不如直接汇编来得实在一些吧。

walker2048

lugl4313820 发表于 2023-5-12 19:14 放内存，放flash，还不如直接汇编来得实在一些吧。

大佬可以试试汇编的GPIO速度是多少，菜鸡不会写汇编