STM32F0 Время реакции и выполнения прерывания Опции

[Влад Р.]

Добрый день!

Имеется МК STM32F0. Работает на частоте 48 МГц. Фоновая программа представляет собой пустой бесконечный цикл. По фронту сигнала на выводе МК настроено внешнее прерывание. В обработчике прерывания только операции с портами ввода/вывода и логические операции. Все задействованные выводы сконфигурированы на работу на максимальной скорости.
Согласно статье "A Beginner’s Guide on Interrupt Latency - and Interrupt Latency of the ARM® Cortex®-M processors" время реакции на прерывание для ядра Cortex-M0 составляет 16 машинных циклов. Первой командой после входа в обработчик я считываю один из портов в/в, затем на одном из выводов другого порта устанавливаю высокий уровень. Время между фронтом внешнего сигнала, вызвавшим внешнее прерывание, и установкой высокого уровня на выводе, указанном выше, составляет 800 нс. Почему такое большое время и как можно его сократить?
В той же статье говорится о джиттере времени реакции, но неясно от каких факторов он может зависеть?
Время выполнения обработчика прерывания составило 1,5 мкс, что тоже неожиданно много. Также буду рад советам как уменьшить.

Используется Keil 5.17. Пробовал различные уровни оптимизации компилируемого кода, оптимизацию по времени/объему. Не давало положительных результатов. Размещение обработчика прерывания в ОЗУ позволило сократить время его выполнения на 0,2 мкс, но не повлияло на время реакции на прерывание.

[Влад Р.]

Могу: тут.
Но имейте в виду: задержки флеша и доступа к периферии (GPIO) там не указаны.

При текущей частоте задержка флэш составляет 1 Wait State. Это значит что при выполнении кода из флеша к длительности всех команд можно добавить 1 машинный цикл? Как оценить на сколько в такой ситуации ускоряет выполнение буфер предварительной выборки? Задержка доступа к периферии определяется исключительно частотой шины, на которой она сидит, и собственными предделителями конкретной периферии? Или есть еще влияющие факторы?

http://electronix.ru/forum/index.php?showt...869&hl=IJAR

Спасибо за ссылку! Фейспалм мне, что ненагуглил эту тему раньше.

Написал в отдельном файле простой обработчик, который для начала будет просто устанавливать пин в единицу и сбрасывать флаг прерывания. Среда компилирует файл. Но не могу понять как задействовать его в основной программе?

CODE

EXTI_BASE EQU 0x40010400
GPIOA_BASE EQU 0x48000000
GPIOB_BASE EQU 0x48000400
GPIOC_BASE EQU 0x48000800

EXTI_PR_OFFSET EQU 0x14
GPIO_IDR_OFFSET EQU 0x10
GPIO_BSRR_OFFSET EQU 0x18

AREA EXTI, CODE, READONLY
EXTI4_15_IRQHandler PROC
LDR r0, =GPIOB_BASE ; загрузить в регистр r0 адрес порта GPIOB
MOVS r1, #0x01 ; копировать в регистр r1 значение 0x01
LSLS r2, r1, #12 ; логический сдвиг влево на 12 бит значения в регистре r1 и сохранение результата в регистр r2
STR r2, [r0, #GPIO_BSRR_OFFSET] ; сохранить слово из регистра r2 в регистр GPIOB->BSRR
LDR r0, =EXTI_BASE ; загрузить в регистр r0 адрес модуля EXTI
LSLS r1, #8 ; логический сдвиг влево на 8 бит значения в регистре r1
STR r1, [r0, #EXTI_PR_OFFSET] ; сохранить слово из регистра r1 в регистр EXTI->PR
BX LR
ENDP
END

[jcxz]

При текущей частоте задержка флэш составляет 1 Wait State. Это значит что при выполнении кода из флеша к длительности всех команд можно добавить 1 машинный цикл? Как оценить на сколько в такой ситуации ускоряет выполнение буфер предварительной выборки?

Нет. Задержка добавляется при отсутствии следующей для выполнения команды в буфере предвыборки.
Например: после перехода буфер опустошается. Через 2 такта он будет заполнен 4-мя байтами (если верно, что ширина шины выборки команд == 32 бита как тут ранее писали).
Если в этих 4-х байтах 2 команды и нет перехода, то за время пока они выполняются, буфер предвыборки может успеть прочитать ещё 32 бита (если шина к данной области памяти не занята).
Если же в этих 4-байтах команда 4-байтовая и её длительность в циклах ==1 (не знаю - есть-ли такие в M0?), то тогда да - опять будет опустошение предвыборки и приостановка на такт декодера команд.
Или если буфер предвыборки не успел прочитать след. байты из-за занятости шины (если был доступ CPU к данным в этом-же регионе памяти, или был доступ к данному региону другого bus-mastera по этой-же шине).
В общем - на линейном коде без ветвлений и если в данном регионе находится только исполняемый код, скорей всего никаких дополнительных тактов ожидания не будет.
На переходах будут приостановки. Хотя - может в Вашем МК буфер предыворки содержит несколько строк кеша? Но в Вашем вряд-ли. В некоторых МК буфер предвыборки имеет ёмкость в неск. сток кеша (в Tiva например).
Ещё дополнительные приостановки предвыборки могут быть если целевой адрес перехода не кратен 4. Имхо - буфер предвыборки скорей всего работает с выровненными адресами, а значит при невыровненном на 4 целевом адресе перехода, за первый доступ считает только максимум одну 2-байтовую команду, и если её длительность ==1 икл, то опять будет stall на дополнительный цикл на выборку следующих 32 бит.
Хотя всё это я описал для M3/M4, но думаю в M0 - аналогично.

Совет: там где у Вас switch, используйте табличный переход LDR PC,[Rx] - это сделает все ветвления case одинаковой длительности и избавит от необходимости if (!(db & (0x01 << 12))) {.

[GetSmart]

Хотя всё это я описал для M3/M4, но думаю в M0 - аналогично.

У СМ0 один канал подгрузки данных (шина), У СМ3 (и старше) две или даже три. СМ0 выполняя инструкцию обращения к памяти будет отнимать эту шину от подгрузки кода.

Пока разобрался как задействовать код из asm-файла.

После сброса периферии, вызвавшей обработчик нужно несколько тактов ожидания. Можно просто NOP-ов. Если после STR выполнить сразу BX lr, то будет сразу же повторный "залёт" в обработчик. Обычно нужно 3-10 тактов ожидания. Сколько конкретно - ведомо разве что разработчику всего чипа. Можно определить тестируя в железе. Лучше делать с запасом. Можно использовать инструкции DSB, т.к. у СМ0 DSB всегда константной длительности. Но инструкция шириной как два NOPa (32 bit).

Сообщение отредактировал GetSmart - Jun 25 2016, 02:08