用DWT分析APM32F103ZE Keil中states的代表什么意思及作用

只看该作者 · 2022-6-15 09:50

本帖最后由 zjh20070904 于 2022-6-15 09:53 编辑

1 概述

最近处理测试软件执行时间、分析MCU性能，是通过同相对比Keil中debug有个参数states实现，对该数据的理解很浅，，在网上查找了资料，暂无明确数据说明，网上有用51单片机作举例的，但是我用的芯片是M3内核的，同时也没有详细的数据。

于是乎！自己用DWT测量代码运行时间，统计数据、分析states和程序运行时间的关系。

2 DWT是什么

DWT是内核的一个模块，有一个功能是统计CPU的执行周期数，。

在应用可以用来测量某一段代码的执行时间、延时功能，单位是系统时钟的周期。

具体资料可以到网上查找。在这里是用DWT测量代码执行的时间，并和Keil 中的states作比较，通过数据分析states的单位是什么、在实际应用中有什么作用。

说明：DWT的配置方法参考了野火的DWT例程配置方法。

3 测试代码

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volatile uint32_t tick = 0;



#define  DWT_CR      *(uint32_t *)0xE0001000

#define  DWT_CYCCNT  *(uint32_t *)0xE0001004

#define  DEM_CR      *(uint32_t *)0xE000EDFC



#define  DEM_CR_TRCENA                   (1 << 24)

#define  DWT_CR_CYCCNTENA                (1 <<  0)



void SoftDelay(uint32_t m)

{

        while(m--);        

}



void SysTick_Delay_ms(__IO uint32_t ms)

{

    tick = 0;

    SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000);

    while(tick < ms);

        SysTick->CTRL &= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;        

}



//为了方便在调试中显示数值,定义为全局变量

uint32_t CNT_Start = 0,CNT_End = 0 ,CNT_Use = 0, time_us=0;

int main(void)

{

        //初始化DWT的计数系统时钟个数功能,参考了野火的例程

        DEM_CR |= (uint32_t)DEM_CR_TRCENA;                

        DWT_CYCCNT = (uint32_t)0u;

    DWT_CR |= (uint32_t)DWT_CR_CYCCNTENA;

        

        //获取当前的计数个数

        CNT_Start=DWT_CYCCNT;        

        //执行测试代码

        SoftDelay(1000000);

//        SysTick_Delay_ms(100);

        CNT_End=DWT_CYCCNT;

        

        CNT_Use = CNT_End-CNT_Start;

        time_us = (CNT_Use) / ( SystemCoreClock / 1000 ); //转化为单位为us的数值

        

    while(1)

    {

    }

}



void SysTick_Handler(void)

{

    tick++;

        

}

4 实验数据与结论4.1 运行SysTick硬件延时
4.1.1 72MHz

4.1.2 24MHz

系统时钟	DWT计数器差值	states差值
72MHz	0x006DDD92 转为十进制：7200146	4302167502-4294967310=7200192
24MHz	0X00249F74 转为十进制：2400116	4297367465-4294967310=2400155
初步结论	1、states记录的数据变化值就是SYSCLK的个数 2、states的单位是系统时钟的周期

4.2 运行软件延时
4.2.1 72MHz

4.2.2 24MHz

系统时钟	DWT计数器差值	states差值
72MHz	0x0089545B(9000027)	4303967387-4294967310=9000077
24MHz	0x003D0911(4000017)	4298967366-4294967310=4000056
初步结论	1、同样的软件延时在不同的系统时钟下消耗的时间： 9000027/72000=125ms； 4000017/24000=166ms 降低系统时钟频率时，同样的代码消耗的系统时钟周期数量减少，但整体运行的时间是延长的 2、但消耗的系统时钟周期并不是倍数的关系，不知道是否和M3内核的使用一个3级流水线有关（不理解其原因），还是和Flash的取指令、等待周期、预取缓存设计有关，这个问题先放在这吧，有大神知道的话，请答复，不胜感激。