求助：STM32位段高效率的操作

只看该作者 · 2010-8-16 08:15

本帖最后由 kami03372 于 2010-8-16 08:20 编辑

11111111
11111111
11111111
11111111
上面是四个字节的源数据，需要转换成下面的8个字节的数据输出

Tempdata1：10101010（源数据的Bit7组成）
Tempdata2：10101010  (源数据的Bit6组成)
Tempdata3：10101010  (源数据的Bit5组成)
Tempdata4：10101010  (源数据的Bit4组成)
Tempdata5：10101010  (源数据的Bit3组成)
Tempdata6：10101010  (源数据的Bit2组成)
Tempdata7：10101010  (源数据的Bit1组成)
Tempdata8：10101010  (源数据的Bit0组成)

tempdata1-8只是为了表达功能示意，使用的变量。
实际上只使用两个变量暂存输出就可以了。函数如下

for (RowCount=0;RowCount<4096;RowCount++)
{
tempdata1=((*psrc)&0x80)|(((*psrc1)&0x80)>>2);
tempdata2=(((*psrc2)&0x80)>>4)|(((*psrc3)&0x80)>>6);
GPIOA->ODR =tempdata1|tempdata2;
CS_H;
CS_L;

tempdata1=(((*psrc)&0x40)<<1)|(((*psrc1)&0x40)>>1);
tempdata2=(((*psrc2)&0x40)>>3)|(((*psrc3)&0x40)>>5);
GPIOA->ODR =tempdata1|tempdata2;
CS_H;
CS_L;

tempdata1=(((*psrc)&0x20)<<2)|(((*psrc1)&0x20));
tempdata2=(((*psrc2)&0x20)>>2)|(((*psrc3)&0x20)>>4);
GPIOA->ODR =tempdata1|tempdata2;
CS_H;
CS_L;

tempdata1=(((*psrc)&0x10)<<3)|(((*psrc1)&0x10)<<1);
tempdata2=(((*psrc2)&0x10)>>1)|(((*psrc3)&0x10)>>3);
GPIOA->ODR =tempdata1|tempdata2;
CS_H;
CS_L;

tempdata1=(((*psrc)&0x08)<<4)|(((*psrc1)&0x08)<<2);
tempdata2=(((*psrc2)&0x08))|(((*psrc3)&0x08)>>2);
GPIOA->ODR =tempdata1|tempdata2;
CS_H;
CS_L;

tempdata1=(((*psrc)&0x04)<<5)|(((*psrc1)&0x04)<<3);
tempdata2=(((*psrc2)&0x04)<<1)|(((*psrc3)&0x04)>>1);
GPIOA->ODR =tempdata1|tempdata2;
CS_H;
CS_L;

tempdata1=(((*psrc)&0x02)<<6)|(((*psrc1)&0x02)<<4);
tempdata2=(((*psrc2)&0x02)<<2)|(((*psrc3)&0x02));
GPIOA->ODR =tempdata1|tempdata2;
CS_H;
CS_L;

tempdata1=(((*psrc)&0x01)<<7)|(((*psrc1)&0x01)<<5);
tempdata2=(((*psrc2)&0x01)<<3)|(((*psrc3)&0x01)<<1);
GPIOA->ODR =tempdata1|tempdata2;
CS_H;
CS_L;
psrc++;
psrc1++;
psrc2++;
psrc3++;
}

这种方法，1秒钟，大概可以执行160次，距离目标差很多。
利用MDK看了下汇编，M3核心有UBFX，BFI，BFC这几个位段
操作指令，汇编里面并没有使用。所以在这里请教下各位大侠有办法能
提高执行速度吗？

只看该作者 · 2010-8-16 09:47

focus on

只看该作者 · 2010-8-16 10:27

这个应用应该用bitbanding功能，FOR的循环都可以少很多。

1万 · 2010-8-16 10:36

STM32的位段操作很适合高效地处理这种情况。试试下面的算法，我没有测试过，不保证正确，但思路是正确的。

uint8_t src[4], result[8];
uint32_t temp, *psrc, *presult；

temp = (uint32_t)(&src - 0x22000000);
psrc = (uint32_t)(0x22000000 + (temp * 32));  // 得到src[0]的位段地址
temp = (uint32_t)(&result - 0x22000000);
presult = (uint32_t)(0x22000000 + (temp  * 32));  // 得到result[0]的位段地址

for (temp = 0; temp < 8; temp++) {
  result[temp] = 0; // 目标字节清0
  presult[7] = psrc[0];  // 设置目标字节最高位 = 最低原数据字节位
  presult[5] = psrc[8];  // 设置目标字节第5位 = 第2原数据字节位
  presult[3] = psrc[16];// 设置目标字节第3位 = 第3原数据字节位
  presult[1] = psrc[24];// 设置目标字节第1位 = 第4原数据字节位
  presult += 8;  // 指向下一个目标字节
  psrc++; // 指向下一个原数据位
}

只看该作者 · 2010-8-16 10:49

给你看看ST某年的一个培训材料吧，由易入深

只看该作者 · 2010-8-16 11:09

极具参考价值，腾出时间来我也研究下，我要解决的问题是把我下面的函数运行效率提高

//将矩形显存从源地址拷贝到目标地址，规定了起始地址、目标地址和矩形的面积：
//pFrom    - 源显存首地址，即 (xFrom, yFrom) 为 (0, 0) 的位置
//xFrom    - 源矩形左下角 X 轴坐标（基于像素）
//yFrom    - 源矩形左下角 Y 轴坐标（基于像素）
//HeightFrom - 源显存行高度(该高度跟定位同行相邻字节有关)
//pTo       - 目标显存首地址，即 (xTo, yTo) 为 (0, 0) 的位置
//xTo       - 目标矩形左下角 X 轴坐标（基于像素）
//yTo       - 目标矩形左下角 Y 轴坐标（基于像素）
//HeightTo - 目标显存行高度(该高度跟定位同行相邻字节有关)
//width    - 矩形像素宽度
//height    - 矩形像素高度
//
//目标：    Y
//          ...................................................................
//          ...................................................................
//          ...................................................................
//          ...................................**********************..........
//          ...................................**********************..........
//          ...................................**********************..........
//          ...................................**********************..........
//       0 ................................................................... X
//          0
//
//源：    Y
//          ...................................................................
//          ...................................................................
//          ...................................................................
//          ...................................................................
//          ...................................................................
//          ...................................................................
//          ...................................................................
//          ...................................................................
//          ...................................................................
//          ..................**********************...........................
//          ..................**********************...........................
//          ..................**********************...........................
//          ..................**********************...........................
//       0 ................................................................... X
//          0
//上面所示(单位：像素)，将标有'*'的源矩形显存拷贝到目标矩形显存，则：
//xFrom    - 18
//yFrom    - 1
//HeightFrom - 14
//xTo       - 35
//yTo       - 1
//HeightTo - 8
//width    - 22
//height    - 4
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void CopyRectDisplayMemory(u8 *pFrom, u16 xFrom, u16 yFrom, u16 HeightFrom, u8* pTo, u16 xTo, u16 yTo, u16 HeightTo, u16 width, u16 height)
{
u8  *pRowHeadFrom, *pRowHeadTo;                   //指向源、目标矩形每一行点阵第1个字节的指针
u8  bitsLeftFrom, bitsRightFrom;                   //源矩形显存每个字节由左右两部分组成
u8  bitsLeftTo, bitsRightTo;                      //目标矩形显存每个字节由左右两部分组成
u8  byteFrom, byteBack;                            //源字节显存和目标字节备份显存
u16 i, j;

bitsLeftFrom  = 8 - xFrom%8;                      //6，源矩形显存每个字节由左(侧字节低)6位和右(侧字节高)2位组成
bitsRightFrom = xFrom%8;                            //2

bitsLeftTo = 8 - xTo%8;                         //5，目标矩形显存每个字节由左(侧字节低)5位和右(侧字节高)3位组成
bitsRightTo = xTo%8;                            //3

for(i=0; i<height; i++)                            //height行
{
      StaticScan();

      pRowHeadFrom  = pFrom;
      pRowHeadFrom += (xFrom/8)*HeightFrom;
      pRowHeadFrom += yFrom;
      pRowHeadFrom += i;                            //每行源显存第一个(左6位所在)字节位置

      pRowHeadTo = pTo;
      pRowHeadTo += (xTo/8)*HeightTo;
      pRowHeadTo += yTo;
      pRowHeadTo += i;                            //每行目标显存第一个(左5位所在)字节位置

      for(j=0; j<(width/8); j++)                      //先复制整8位列
      {                                              //提取源字节数据(左6位+右2位组成新的字节保存到 byteFrom)
         byteFrom = (*pRowHeadFrom) << bitsRightFrom; //取左边字节的低6位
         pRowHeadFrom += HeightFrom;                //偏移到右边字节
         byteFrom += (*pRowHeadFrom) >> bitsLeftFrom; //取右边字节的高2位

         (*pRowHeadTo) &= (0xff << bitsLeftTo);    //清掉目标字节低5位
         (*pRowHeadTo) += (byteFrom >> bitsRightTo);  //加上源字节高5位

         pRowHeadTo += HeightTo;                   //偏移到右边字节
         (*pRowHeadTo) &= (0xff >> bitsRightTo);    //清掉目标字节高3位
         (*pRowHeadTo) += (byteFrom << bitsLeftTo); //加上源字节低3位
      }

      if(width%8)                                     //剩余不足8位需要复制
      {
         byteBack  = (*pRowHeadTo) << bitsRightTo; //下面备份目标字节
         byteBack += (*(pRowHeadTo + HeightTo)) >> bitsLeftTo;
         byteBack &= (0xff >> (width%8));          //把要填充的目标位清掉

         byteFrom = (*pRowHeadFrom) << bitsRightFrom; //取左边字节的低6位
         pRowHeadFrom += HeightFrom;                //偏移到右边字节
         byteFrom += (*pRowHeadFrom) >> bitsLeftFrom; //取右边字节的高2位
         byteFrom &= (0xff << (8 - width%8));       //只保留要复制的目标位

         byteFrom += byteBack;                      //要复制的目标位+备份目标位组成新字节，复制到目标字节

         (*pRowHeadTo) &= (0xff << bitsLeftTo);    //清掉目标字节低5位
         (*pRowHeadTo) += (byteFrom >> bitsRightTo);  //加上源字节高5位

         pRowHeadTo += HeightTo;                   //偏移到右边字节
         (*pRowHeadTo) &= (0xff >> bitsRightTo);    //清掉目标字节高3位
         (*pRowHeadTo) += (byteFrom << bitsLeftTo); //加上源字节低3位
      }
}
}

只看该作者 · 2010-8-16 11:13

所有需要做移位，取BIT位填充字节的应用都适合用BIT BAND。

虽然BIT BAND仍是个读，改，写回的过程，但是许多移位，自加，判断的语句都可以大量减少。

只看该作者 · 2010-8-16 11:41

还得研究下细节，STM32的BIT BAND操作效率究竟高在哪些细节，这样心理才有底

1万 · 2010-8-16 11:58

还得研究下细节，STM32的BIT BAND操作效率究竟高在哪些细节，这样心理才有底
winloop 发表于 2010-8-16 11:41

你可以对照楼主的程序和我写的程序，主要是省却了很多“与”“或”和“移位”运算。

只看该作者 · 2010-8-16 14:53

本帖最后由 winloop 于 2010-8-16 15:09 编辑

O了，刚简单看了几眼BITBAND的意思，是以32位为最小分段的，那么我想把8位字节A的低5位和8位字节B的高3位组成一个新的字节，跟BITBAND的要求有什么区别？

1万 · 2010-8-16 15:24

简单地说，BITBAND就是以“字”的方式访问“位”。

要想把8位字节A的低5位和8位字节B的高3位组成一个新的字节，可能不用BITBAND更快些，否则要做8次数据的读和8次数据的写。

只看该作者 · 2010-8-16 15:49

那可能也比我现在的方式快，另外我可以改下我的的数学模型的，就是数据的排列方式，只要BITBAND能提高矩形位域的数据复制效率，现在的效率当屏大了之后不能忍受

1万 · 2010-8-16 15:53

那可能也比我现在的方式快，另外我可以改下我的的数学模型的，就是数据的排列方式，只要BITBAND能提高矩形位域的数据复制效率，现在的效率当屏大了之后不能忍受 ...
winloop 发表于 2010-8-16 15:49

你还是画个图，重新开个帖讨论比较好，不然楼主要怪你喧宾夺主了，:lol

只看该作者 · 2010-8-16 16:25

只看该作者 · 2010-8-16 17:40

:dizzy:头晕了

只看该作者 · 2010-8-17 15:12

根据香水斑竹的思路修改了部分，如下：

uint32 tempcount;
uint32 *target1;

tempcount=(uint32)((&tempdata1)-0x20000000);

target1=(uint32*)(0x22000000+tempcount*32);
//tempdata1别名区的地址,bit0

for (RowCount=0;RowCount<4096;RowCount++)
{
target1[7]=*psrc>>7;
target1[5]=*psrc1>>7;
target1[3]=*psrc2>>7;
target1[1]=*psrc3>>7;
GPIOA->ODR =tempdata1;
CS_H;
CS_L;

target1[7]=*psrc>>6;
target1[5]=*psrc1>>6;
target1[3]=*psrc2>>6;
target1[1]=*psrc3>>6;
GPIOA->ODR =tempdata1;
CS_H;
CS_L;

target1[7]=*psrc>>5;
target1[5]=*psrc1>>5;
target1[3]=*psrc2>>5;
target1[1]=*psrc3>>5;
GPIOA->ODR =tempdata1;
CS_H;
CS_L;

target1[7]=*psrc>>4;
target1[5]=*psrc1>>4;
target1[3]=*psrc2>>4;
target1[1]=*psrc3>>4;
GPIOA->ODR =tempdata1;
CS_H;
CS_L;

target1[7]=*psrc>>3;
target1[5]=*psrc1>>3;
target1[3]=*psrc2>>3;
target1[1]=*psrc3>>3;
GPIOA->ODR =tempdata1;
CS_H;
CS_L;

target1[7]=*psrc>>2;
target1[5]=*psrc1>>2;
target1[3]=*psrc2>>2;
target1[1]=*psrc3>>2;
GPIOA->ODR =tempdata1;
CS_H;
CS_L;

target1[7]=*psrc>>1;
target1[5]=*psrc1>>1;
target1[3]=*psrc2>>1;
target1[1]=*psrc3>>1;
GPIOA->ODR =tempdata1;
CS_H;
CS_L;

target1[7]=*psrc;
target1[5]=*psrc1;
target1[3]=*psrc2;
target1[1]=*psrc3;
GPIOA->ODR =tempdata1;
CS_H;
CS_L;

psrc++;
psrc1++;
psrc2++;
psrc3++;
}

后面的源数据我还是暂时通过移位来实现，和之前比较，简捷了很多。
编译OK ，运行，先不管数据组织的对不对！
:( 速度没有提高，每秒的运行次数反而下降了30次左右........

只看该作者 · 2010-8-17 15:17

感觉如果把后面的源数据也用BitBand区域形式来访问，速度估计快不到哪里去，猜测！
是我哪里出了问题还是怎么了，香水斑竹还有各位大侠们有空进来帮偶瞅瞅啊......
看看还有什么好办法，谢谢啦！

1万 · 2010-8-17 15:20

CS_H和CS_L是什么？什么信号？

只看该作者 · 2010-8-17 15:22

细看了下5楼朋友的回复.......心凉了..........
BitBand不能减少操作时间
仅仅是简化操作减小代码量......:'(

只看该作者 · 2010-8-17 15:23

本帖最后由 kami03372 于 2010-8-17 15:24 编辑

CS_H,CS_L是一个IO口的操作，CLOCK类的，一高一低

求助：STM32位段高效率的操作

涓涓之细流

常驻人口

技术奇才奖章

精华达人奖章

湍急之河流

缘定三生

荣誉元老奖章

坚毅之洋流

十世金身

技术领袖奖章