STM32 новичку в ARM что к чему

[VladislavS]

А "учитель" сказал с89 наше всё. Кому верить?

Спойлер

Там, кстати, бомбит непадецки

[ARV]

и оператором <=>

смотрите: триграфы есть испокон века. диграфы так же никто не отменял. операторов из двух символов уже полно, теперь добавляется оператор из трех символов. если тренд построить, то вскоре большинство комбинаций из 2 и 3 символов станут зарезервированными... а там недолго и до ситуации, о которой я писал: любой случайный набор символов станет корректной записью какой-то конструкции языка.
чем это будет отличаться о брейнфака?
к чему приводить язык к уровню клинописи? неужели на самом деле проблема сравнений настолько велика, что вместо написания нескольких строк кода следует изменять стандарт языка, вводя очередной оператор?!

[VladislavS]

ARV, вы даже не подозреваете, насколько далеко обсуждение оператора <=> теме "Для новичка". Так что, оставьте свои фантазии, ничего общего даже близко не имеющие с реальностью, при себе.

Спойлер

https://habr.com/ru/company/microsoft/blog/458242/

[ARV]

насколько далеко обсуждение оператора <=> теме "Для новичка"

но ведь не я его в тему "для новичка" привнес! почему же вы мне затыкаете рот?

а хабр я читал по этой теме (еще до того, как вы возбудились на мои слова), не буду озвучивать выводы, к которым я пришел

[VladislavS]

[uquote="ARV",url="/forum/viewtopic.php?p=3907571#p3907571"]а хабр я читал по этой теме[/uquote]Если бы читали, то не писали бы вот эту глупость[uquote="ARV",url="/forum/viewtopic.php?p=3907552#p3907552"]что вместо написания нескольких строк кода следует изменять стандарт языка, вводя очередной оператор?![/uquote]

[Myp3ik]

О минусах C++ пишут те кто его знать не знает, а о плюсах С++ пишут те кто знает и С и С++. Интересный диалог...

[Oxford]

И что интересного нашли?

[alex38779]

Помогите оптимизировать код. Хочу получить задержки в ~0.3 и ~0.9мкс на пине 2 порта С. Допускается +- 0.15мкс
Контроллер stm32f100rbt6 частота 24 МГц

Переписываю код с стм8 на 32 битный, на стм8 делал подобное на асме, так же на частоте 24МГц.

Написал такой код на ассемблере, все это в цикле while. Пробую просто вкл и выкл пин.

Код: Выделить всё

   asm("ldr r2, =(0x42000000+(0x4001100c-0x40000000)*32+2*4)");
   asm("mov r1,#0");
   asm("str r1,  [r2]");
   asm("mov r1,#1");
   asm("str r1, [r2]");

В 1 строчке мы загружаем адрес PORTC_ODR_pin2 в регистр r2. Следующими строками загружаю 1 или 0 в регистр.

В итоге получаю картину


Время в сост включенном 2,542мкс, время в выключенном состоянии - 0,25мкс.

Как мне оптимизировать этот код, что бы время во включенном состоянии было примерно = в выключенном.

[Reflector]

Шимить не проще?

[alex38779]

[uquote="Reflector",url="/forum/viewtopic.php?p=3911985#p3911985"]Шимить не проще?[/uquote]

Нет, по сути делаю простой протокол для связи с одним устройством, и там нужны подобные задержки в 0,3 0,6 0,9 мкс и ресет в 80мкс

[a797945]

с регистрами напряг?
до цикла их загрузить нельзя?

на 329 стр. приводил пример компиляции Кейла, там ногодрыг регистром bsrr:
для записи и 0 и 1 используются два регистра (константа, адрес) значение формируется смещением.

[alex38779]

[uquote="a797945",url="/forum/viewtopic.php?p=3912107#p3912107"]на 329 стр. приводил пример компиляции Кейла, там ногодрыг регистром bsrr:
для записи и 0 и 1 используются два регистра (константа, адрес) значение формируется смещением.[/uquote]

Спасибо. Кое что сдвинулось.

Сейчас мой код такой, может кому пригодится.
Порт С, регистр BSRR, вкл-выкл 2 пин

Настройка:

Код: Выделить всё

   asm("ldr r2, =0x40011010");
   asm("movs r0,#0x04");
   asm("mov.w r1,#0x40000");

Непосредственно включение и выключение пина

Код: Выделить всё

         asm("str r0, [r2]");
         asm("str r1, [r2]");

[VladislavS]

Во-первых, эффективнее BSRR и BRR использовать.

Во-вторых, не страдайте ерундой, на Си всё сильно проще.

Код: Выделить всё

GPIOC->BSRR = GPIO_BSRR_BS2;
GPIOC->BRR = GPIO_BRR_BR2;
GPIOC->BSRR = GPIO_BSRR_BS2;
GPIOC->BRR = GPIO_BRR_BR2;

    LDR.N    R0,??main_0  ;; 0x40011010
    MOVS     R1,#+4

    STR      R1,[R0, #+0]
    STR      R1,[R0, #+4]
    STR      R1,[R0, #+0]
    STR      R1,[R0, #+4]

А на С++ ещё проще

Код: Выделить всё

template<unsigned N, typename F>
__attribute__((always_inline)) inline void RepeatL(F f)
{
  if constexpr (N>0) {f(); RepeatL<N-1>(f);}
}

RepeatL<5>([]{ GPIOC->BSRR=GPIO_BSRR_BS2; GPIOC->BRR=GPIO_BRR_BR2; });

    LDR.N    R0,??main_0  ;; 0x40011010
    MOVS     R1,#+4

    STR      R1,[R0, #+0]
    STR      R1,[R0, #+4]
    STR      R1,[R0, #+0]
    STR      R1,[R0, #+4]
    STR      R1,[R0, #+0]
    STR      R1,[R0, #+4]
    STR      R1,[R0, #+0]
    STR      R1,[R0, #+4]
    STR      R1,[R0, #+0]
    STR      R1,[R0, #+4]

Разбавить __NOP() по вкусу.

В-третьих, как вам уже говорили, PWM с DMA. STM32 WS2812B

[Oxford]

[uquote="alex38779",url="/forum/viewtopic.php?p=3911989#p3911989"][uquote="Reflector",url="/forum/viewtopic.php?p=3911985#p3911985"]Шимить не проще?[/uquote]

Нет, по сути делаю простой протокол для связи с одним устройством, и там нужны подобные задержки в 0,3 0,6 0,9 мкс и ресет в 80мкс[/uquote]

Тот случай когда человек не знает архитектуру микроконтроллера и пытается делать ногодрыгом управление светодиодами.
С++ здесь тоже не нужен.

[alex38779]

Спасибо всем за пинки:) Настало время изучить новую периферию в виде DMA

[baghear]

Добрый день, хочется усыпить МК, и пробудить его по внешнему прерыванию. На выводе A1 этот код работает, на A0 не усыпает.

Код: Выделить всё

EXTI->IMR |= EXTI_IMR_MR0;
__DSB();
__wfi();

[a797945]

а двойным:
__wfi();
__wfi();

скажу честно, совет не научный, просто самому однажды пришлось продублировать инструкцию, но объяснить не могу (f103c8). а без нее - врал.
"
EXTI->PR = flag; // RESET event
EXTI->EMR = flag; // SET bit MASK
__WFE(); // SLEEP
__WFE(); // дубль
if ((GPIOA->IDR&ARC_P)) x |=1; // bit7
x=x<<1;
EXTI->PR = flag;
__WFE();
if ((GPIOA->IDR&ARC_P)) x |=1; // bit6
x=x<<1;
EXTI->PR = flag;
__WFE();
...
"

[VladislavS]

Утренний кофе навеял пример как С++ "не нужен" для управления умными диодами. Напомню как на STM32 обычно генерируют сигнал управления с помощью DMA и таймера в режиме PWM. Цвет каждого диода представляют в RGB (24 бита - по байту на цвет). Затем из него формируют массив на 24 байт для каждого диода, в котором в каждом байте записано значение длительности "0" или "1", которое DMA автоматически передаёт в таймер для формирования битовой последовательности. При формировании этого буфера ещё и Гамма-коррекцию делают. Один из легко находимых в интернете и уже набивший оскомину пример на Си делает это вот так.

Спойлер

Код: Выделить всё

uint8_t LEDGamma(uint8_t v)
{
  return (v * v + v) >> 8;
}

struct RGB_t
{
  uint8_t r, g, b;
};

struct PWM_t
{
  uint8_t g[8], r[8], b[8];
}; 

 
static void RGB2PWM(RGB_t *rgb, PWM_t *pwm)
{  
  uint8_t r = LEDGamma(rgb->r);
  uint8_t g = LEDGamma(rgb->g);
  uint8_t b = LEDGamma(rgb->b);
  
  uint8_t mask = 128;
  
  for (int i = 0; i < 8; i++)
  {
    pwm->r[i] = r & mask ? TIM_HI : TIM_LO;
    pwm->g[i] = g & mask ? TIM_HI : TIM_LO;
    pwm->b[i] = b & mask ? TIM_HI : TIM_LO;

    mask >>= 1;
  }
} 

PWM_t pwm_buf[16];
RGB_t rgb_leds[16];

Замерим скорость преобразования на STM32G071 с тактовой 64 МГц.

Код: Выделить всё

TEST_PIN::set();
for(uint32_t i=0; i<8; i++) 
  RGB2PWM(&rgb_leds[i],&pwm_buf[i]);
TEST_PIN::clear();

Для одного диода 3 мкс, а восьми диодов 25 мкс или 10% процессорного времени. На 48 МГц F0 будет ещё больше.

Ну что же, будем ускорять. Вспоминаем совет Reflector о табличном преобразовании. Сформируем в памяти таблицу, где каждому байту составляющей цвета поставим в соответствие 8 байт для PWM-последовательности. На неё же можно наложить Гамма-коррекцию. Как представил, как эти таблицы на Си генерить... Да ещё надо либо отдельно PWM и Гамма, либо одну PWM+Гамма. То есть, для универсальности три таблицы надо. Да ну на. Давайте сделаем почеловечески.

Спойлер

Код: Выделить всё

template<uint32_t N, bool GammaCorrection=true>
class COLOR2PWM
{
  uint64_t value[N]{};
  static inline constexpr uint8_t LEDGamma(uint8_t v) { return (v * v + v) >> 8; }
public:  
  constexpr COLOR2PWM()
   {
     for (uint32_t n = 0; n < N; n++)
       for (uint32_t i = 0; i < 8; i++)
         value[n] += (GammaCorrection ? LEDGamma(n) : n) & 1<<(7-i) ? (uint64_t)TIM_HI<<i*8 : (uint64_t)TIM_LO<<i*8;
   }
   constexpr uint64_t operator()(uint8_t n) const { return value[n]; }
};

constexpr COLOR2PWM<256> color2pwm;

struct RGB
{
  uint8_t g;
  uint8_t r;  
  uint8_t b;
};

struct PWM_RGB_BUF
{
  uint64_t g; 
  uint64_t r; 
  uint64_t b;

  inline PWM_RGB_BUF& operator=(RGB rgb)
  {
    this->g = color2pwm(rgb.g);
    this->r = color2pwm(rgb.r);    
    this->b = color2pwm(rgb.b);
    return *this;  
  }  
  
};

PWM_RGB_BUF dma_pwm_buf[16];
RGB leds[16] = { {0x12, 0x34, 0x56}, {0x78, 0x9A, 0xBC}, {0x00, 0x00, 0x00} };

Собственно и всё. Таблица посчитается на этапе компиляции и ляжет во flash. Причём, хочешь с гамма-кореккцией, хочешь без совершенно бесплатно.

Замер скорости преобразования одного диода 0.67 мкс, а восьми диодов 5,9 мкс.

Код: Выделить всё

TEST_PIN::set();
for(uint32_t i=0; i<8; i++) 
  dma_pwm_buf[i] = leds[i]; //Тут скрыто идёт преобразование
TEST_PIN::clear();

С такой скоростью уже можно не создавать pwm-буфер для всей ленты, который жирноватый получается, а преобразовывать в прерывании по несколько диодов.

Ну и включим DMA+PWM, не зря же клаву топтали.

Спойлер

DS2_2020103174841.png

(40.02 КБ) 66 скачиваний

Для особо любознательных расскажу, что если использовать "константный диод", то даже таблица кодировки не будет использоваться. Компилятор просчитает всё без неё и будет ещё быстрее. К примеру, вот этот код всего 0,34 мкс для одного и 1,9 мкс для восьми диодов выполняется.

Код: Выделить всё

constexpr RGB green_led = {0x80,0,0};

for(uint32_t i=0; i<8; i++) 
  dma_pwm_buf[i] = green_led;

Код: Выделить всё

dma_pwm_buf[0] = green_led;  
        LDR      R3,??DataTable1_1
        ADR      R0,??DataTable1_2
        LDM      R0,{R0,R1}
        STM      R3!,{R0,R1}
        SUBS     R3,R3,#+8
        MOV      R0,R1
        MOVS     R5,R3
        ADDS     R5,R5,#+8
        STM      R5!,{R0,R1}
        MOVS     R5,R3
        ADDS     R5,R5,#+16
        STM      R5!,{R0,R1}

[ARV]

Я только одного не понял: кому надо выводить на светодиоды константную картинку? Хорошо бы поглядеть на объем и быстродействие кода, который реализует динамическое изменение цветов светодиодов. И с учетом того, что пока предыдущий "кадр" не ушел, менять массив "картинки" нельзя.

[Reflector]

[uquote="ARV",url="/forum/viewtopic.php?p=3916089#p3916089"]Я только одного не понял: кому надо выводить на светодиоды константную картинку? Хорошо бы поглядеть на объем и быстродействие кода, который реализует динамическое изменение цветов светодиодов.[/uquote]
Речь о скорости заполнения буфера. На входе цвета в RGB, можно проверять каждый бит цвета и копировать нужный байт, а можно для каждого из 3-х байт скопировать из таблицы 64-х битное значение, на ARM само копирование - одна инструкция выполняемая за 2 или 3 такта. А далее из таблицы данные выводит DMA, т.е. практически все время можно потратить на получение этих самых RGB.