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[参考译文] TM4C1290NCPDT：GPIO 的性能

admin
Guru**** 2331900 points
请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/arm-based-microcontrollers-group/arm-based-microcontrollers/f/arm-based-microcontrollers-forum/596971/tm4c1290ncpdt-performance-of-gpio

器件型号：TM4C1290NCPDT
主题中讨论的其他器件：TM4C123

我正在尝试弄清楚施密特触发 GPIO 输入可以检测到多短的 GPIO 脉冲。 我们有一位客户希望在其系统中可靠地检测30ns 脉冲作为事件触发器。 假设器件处于主动模式轮询、我们是否能够可靠地提交？ 我在数据表中找不到任何技术规格可以可靠地说一种或另一种方法。

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    TI__Guru**** 2331900 points
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    您好！
    是否有原因可以通过检测应用中未考虑的输入边沿变化来检测中断方法？ 30ns 约为3.6个周期的 CPU 时钟。 通常、在设计中、对于大于2个周期的脉冲、应该可以检测到它。 因此、就检测3周期脉冲而言、我认为它是可行的。 但是、我认为您无法可靠地轮询宽度为3周期的输入。 读取 GPIO 寄存器需要一些周期。 我认为对寄存器的连续读数将大于3个周期。
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    TI__Guru**** 2331900 points
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    您好、Charles、

    最近-在与"Bruno"一起通过 MCU 计时器进行 PWM 测量时、我们了解到、"两个 MCU 系统时钟周期"的输入信号(持续为高电平)"可"保证该计时器能够检测到！"    注：定时器配置为、输入边沿(或)输入时间计数模式。

    通过此方法-不需要对输入进行此类"轮询"！    我们注意到，你(适当)已查明了这种"轮询"办法的弱点。

    这是否是"海报建议"方法不是(相当)最佳的另一个演示？      这种计时器方法看起来非常出色、尤其是因为它本质上是"自动" (即输入脉冲的出现是"锁存"的、从而实现了要求远低于要求的"读取")。

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    TI__Guru**** 2331900 points
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    你(们)好。
    如 CB1所述、您帖子中的误导性词语是"投票"。
    TM4C 以及整个 MCU 星球都有中断、这是有原因的！ 您的客户只需为 GPIO 配置中断即可。
    现在、一些注意事项：
    与计时器边沿捕获不同、GPIO 中断不需要两个周期即可可靠地处理-如果 GPIO 输入信号在一个周期内越过边界、 这肯定会设置 GPIO 边沿中断-因此、大于9ns 是 TM4C @120MHz - 30ns 检测的数字是一个重要的部分。
    -在给定时间内、实际发送高于触发电压的信号的能力与 MCU 的数字内部侧无关、而是与驱动它的任何器件的模拟容量有关-公布了 GPIO 的电容、 信号所需的时间可以针对特定电路进行计算/测量-当然、要考虑到驾驶员的健康状况以及跟踪和相关的"小偷"。
    问题中没有包括答复的速度。 这是一个不同的情况、它取决于程序上运行的其他内容、ISR 大小、 中断优先级是什么-但如果30ns 是所需的响应时间、答案是任何 TM4C 都无法保证它即使不做任何其他事情。
    此致
    布鲁诺
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    TI__Guru**** 2331900 points
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    [报价用户="deep search"]施密特触发的 GPIO 输入可以检测到 GPIO 脉冲的不足[/报价]

    布鲁诺我的朋友-您是否没有充分/正确地考虑海报的储蓄(上面的对冲)？     如您所知-施密特为其优势提取(部分)价格！

    如果供应商的 Charles 说、"两个周期"-那么我会投票给他！

    您(仔细)是否构建了(非常)最简洁的信号并将其路由到 MCU -并"确认"您的"单周期或更少"理论？    (放置在上的高堆芯片、"不！")

    某些专业的"详细程度"比其他专业"多-这可能是(特别是)需要的吗、在这里？

    请注意、"虽然"搜索被称为深度"、但它远未响应！"

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    TI__Guru**** 2331900 points
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    您好、Bruno、
    感谢您的见解。 我认为大家都同意，在3个周期的宽度下不能可靠地进行轮询。 我想与大家分享一下我作为设计师的经验。 通常在设计中、为了避免亚稳态、我们将通过两个触发器运行异步信号。 这就是我说过两个周期是可以的原因。 如果输入信号宽度非常接近时钟周期、则可能无法检测到所有 PVT (工艺角、电压、温度)转角处的边沿以及 PLL 抖动等容差。
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    TI__Guru**** 2331900 points
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    正确、数据表未说明 GPIO 感知变化的最小脉冲时间... 没有地方！

    我从我的 MSP430过去经验的黑暗层中吸取了我的意见：一定会捕捉到一个周期。

    我想，在看到这里的所有考虑之后，人们可以假定一个周期几乎是不可能的，但两个周期是肯定的。 总体评论告诉海报、他的30ns 不会成为问题、投票也不是要去的地方(正如你很快说的那样)。

    我(仔细)是否重建了信号？ 不！！！ 我甚至没有硬件！ 我拥有的最快的产品实际上是120MHz launchpad。 我的函数发生器是70MHz、我甚至不确定是否可以将其配置为单个脉冲。 需要更多的资金进入这个工作台来构建一个10ns 的尖峰！ 实际上、这个问题让我想知道我是否可以通过使用两个输出来生成一个具有1个周期的脉冲、这两个输出以某种方式偏移1个周期(可能是用于触发另一个的偶数计时器？)、然后是逻辑门？

    此致

    布鲁诺
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    TI__Guru**** 2331900 points
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    查尔斯

    这里有很多好的讨论。 我是否理解正确：如果 MCU 通过计时器捕获检测到信号、或从活动状态(不轮询)检测到 GPIO 中断、则可以可靠地检测到信号、前提是 CPU 时钟运行速度足够快？

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    TI__Guru**** 2331900 points
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    您好、深度搜索、
    是的、您的理解是正确的。
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    TI__Guru**** 2331900 points
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    为了更好地遵守海报的"深度欲望"-我们只是混淆了 Charles 提供的指导-在其中(有时)一个系统时钟周期证明"可检测"-但两个此类周期(始终)证明可检测！       我们执行了下面的硬件/软件组合测试。

    实验方法：
    我的团队使用了一个 Cortex M7 (ALAS、来自另一个)和一个(非常)快速 FPGA 门(另一个、其他)、通过短、直、屏蔽电缆将该门的输出馈送到(两个) TM4C123 LPad。   (一次只使用了一个 LPAD、两个 LPAD 用于更好地"概括"我们的发现。)

    我们的 M7系统时钟设置为200MHz (可以设置得更高)、从而产生(数学友好型) 5nS 周期。    我们的"拦截/阻断"FPGA 门-由 M7控制-随后可以传递连续的"高电平"信号、即"整数乘法为5nS "。    我们的 TM4C123s 时钟频率为80MHz、因此具有12.5nS 周期/时钟周期。

    调查结果：
    4C123从未检测到单个 M7时钟脉冲(高)宽度(5nS)-也没有检测到10ns 脉冲(高)宽度-但有时(20次跑步中有3次)我们检测到了15ns 脉冲(高)宽度！   15ns 恰好超出(乘以2.5nS) 12.5nS -单周期- 4C123周期。

    正如 Charles 报告的那样、当我们将栅极脉冲(高)宽度"扩展"到30nS (超过两个4C123周期[25nS])时、我们始终成功地进行了这样的脉冲检测！

    总结：  

    因此，查尔斯提供的经验/指导----至少在这一(有限)测试方法方面----已经得到确认。

    "20人中的20人"可以(肯定的)得到改进(重复是明智的)-但似乎是"对戈夫' t 工作有好处"-只是可能被限定为"深"。     (抱歉-无法抗拒...并且(最终)您已回复)

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    TI__Guru**** 2331900 points
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    在回复时间 Bruno 上的好收获。

    请注意、如果不需要快速响应时间、则可能也不需要快速检测。 脉冲很容易扩展、甚至锁存在硬件中、从而减轻了微控制器的负担。

    Robert
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    TI__Guru**** 2331900 points
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    太棒了，太棒了，太棒了！！！ (不能太多地单击"类似"按钮、您知道)。
    我能不能好奇地问20ns 和25ns 时发生了什么情况(这是两个 TM4C123周期的关键附带因素)？
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    TI__Guru**** 2331900 points
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    我的天啊，罗伯特，这是如此的真实，错过了这里的一切！ 请注意我的实验结果-这证实了查尔斯的信念。
    Bruno 的"收获"是什么？ (响应时间？)
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    TI__Guru**** 2331900 points
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    是的、Bruno 指出、从未提到过所需的响应时间。

    不错的测试、尽管我可能会对工艺、温度和信号变化进行一些树篱。 很好地显示了可能的限制位置。

    Robert
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    TI__Guru**** 2331900 points
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    [引用用户="Bruno Saraiva"]太棒了，太棒了，太棒了！！！[/引用]

    现在(这就是)对于"眼动"(CB's 肮脏的工作)"高技能/积极性(或他们"发夹")的员工来说、"适当"的奖励！

    猜猜猜猜会怎么样- CB1未能"在您刚才提到的任何一点进行测试！"   (20ns、因为它仍然存在、"没有人的土地"(即1到2个"4C123"周期)-但25nS -是(我的)清除螺旋式！)    尽管-(仍然)渴望(有时)完美-我是否可以声称"对"安全因素"的渴望不考虑25 nS？     不，我只是把它搞砸了，还会再来的——当(也许是“如果”)有裂缝的员工(曾经)从午餐回来的时候……

    这家酒吧因五个"棒极了"而被提升到很高的水平-但我的好奇心已经激发了-而且(几乎)有熟练的劳动力在场-我怎么能不启动呢？   (希望我能听到这样的声音：(几乎)裂纹——但我写是为了我的娱乐...)

    BTW -我打赌 Charles 的调查结果也扩展到 MSP 系列-虽然您(当然)看到了成功-我怀疑如果采用此处所示的测试方法、频率会大幅下降...

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    TI__Guru**** 2331900 points
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    [引用 user="Robert Adsett72"] nice 测试，尽管我可能会对冲过程、温度和信号变化的影响。[/引用]

    看-我是否没有被拖动(踢、尖叫(还可以哭)[布鲁诺发现我的螺旋变]、我们可能(这一次)放弃"PVT"变体？

    话虽如此-您是否不仅向 CB1提供了"输出？"     很明显、我"避免了"25nS (精确到2个"4C123"周期)、因为罗伯特很快就会到达-并要求"保护频带！"   (我的@ 30nS 测试提供了很好的结果-这应该能满足(甚至)您的要求！)     (也许...)

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    TI__Guru**** 2331900 points
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    当然、这清楚地解释了这些差距。

    尽管这是一组很好的测量。

    Robert
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    C'mon、不要将您的努力降至最低！ 真棒。

    公平地说、我对这些其他值非常好奇-几乎假设您有数字、然后决定不会夸大报告...

    但是、在看到您的其他评论后-这是一个让员工感到非常冲动的评论-下面是我在阅读实验时的分步过程：

    得出的结论是，工作人员应该已经进行测试/报告

    -准备了心理备注并为此目的保存了图像

    －决定不鞭抽学员

    －稍后阅读您的评论

    ——改变了我的想法，认可了这幅画，并张贴了上述图片：“不应该由有徽章的人进行这项评估？” )

    干杯！！！！

    布鲁诺

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    [引述 USER="CB1_MOBILE "]我敢打赌 Charles 的调查结果也扩展到 MSP 系列[/QUERP]

    如果我回忆一下、之前的 FAST 是16MHz、可能是25...

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    TI__Guru**** 2331900 points
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    [引用 user="Robert Adsett72"]尽管这是一组很好的测量。

    我也“希望”了。   最大的障碍是从他们(关键)的社交更新中"吸引员工"、以便我们(可能)进行这样的"kool (kool)"实验。    

    我想-(但前提是我们取得成功并今天发货(晚于产品)-如果我能够(几乎)将 FPGA 门的输出与"4C25的系统时钟"同步"-我们可能会比"收集" 20个中的3个"脉冲检测更好-当少于2个 MCU 周期作为输入到达时！

    当然- Bruno 和您对"响应时间"(SORTA)的认可降低了这项调查的价值(大)...     (哦、嗯-兴奋瞬间达到峰值-现在回到"设计/测试-改进设计/重新测试-祈祷/测试&现在发货"现实...)

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    TI__Guru**** 2331900 points
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    MES Amis、

    如果"你们"(纯粹的芝加哥或纽约)继续偷猎/探猎-我可能会"跨越70K 论坛门槛-迟早。   

    在关心/关心的情况下(必须)进行鞭笞-因为这里的"并非所有"都是"学员！"    (实际上、我们会"尝试"互相打动-甚至(或许尤其如此)那些"相反"的人。)

    没有什么隐藏的议程--只是我的螺旋--公平地说--我没有充分解释我们所关注的问题。   这是一个很好的机会来"玩"我们的新 FPGA 板-而且(每个人)[但对于 Raymond 而言]很喜欢 Cortex M7板！    (对“电视内部”的幽默表示歉意-但我在洛杉矶住了13年 -仍出售给电影、电视、录音工作室... 他们将"获得并欣赏"提及的内容。)