[参考译文] AM2431：GPIO 控制速度

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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/1410147/am2431-gpio-control-speed

器件型号：AM2431

工具与软件：

大家好、TI 专家：

我使用带 FreeRTOS 的 AM2431作为系统。在一个线程中、我需要控制多个 GPIO 高电平/低电平信号作为控制信号来管理外设。我使用 for 环路输出连续信号、但我注意到信号设为低电平时延迟更长。

void
my_delay(uint32_t ticks) {
    volatile uint32_t delay;
    
    hGpio1->BANK_REGISTERS[0].SET_DATA = 0x00000400;
    for (delay = 0; delay < ticks; delay++) {
        NOP_DELAY;
    }
    hGpio1->BANK_REGISTERS[0].CLR_DATA = 0x00000400
}

for (scanline = 18; scanline > 0; scanline--) {   /
    for (channel = 16; channel > 0; channel--) {          
        for (driver = 20; driver > 0; driver--) { 
            value = hGpio1->BANK_REGISTERS[0].OUT_DATA;
            
            value |= (((Value1 << 1);
            value |= (((Value2 << 10);
            value |= (((Value3 << 13);
            value |= (((Value4 << 21);
            value |= (((Value5 << 22);
            value |= (((Value6 << 30);
            
            hGpio1->BANK_REGISTERS[0].OUT_DATA = value;
            
            my_delay(delayTime);
        }
    }
}

为了使我的 GPIO 控制尽可能稳定、我没有使用vTaskDelay。相反,我使用了一个forNOP_DELAY内部循环,以防止该过程切换到其他线程。不过、我注意到输出波形出现了一些异常。我在延迟前后添加了一个 GPIO 切换开关、并通过使用逻辑分析仪观察该 GPIO、发现低电平时间几乎是高电平时间的两倍。我在中找不到设置 GPIO 速度的选项syscfg、但简单的for循环应该不会有这种效果。我还尝试了删除值运算、但低电平时间仍然没有减少。是否有改进的方法？

此致、
Larry

1 年多前

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2512555 points

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Larry、您好！

感谢您的提问。

您能否提供有关设置的更多详细信息？

Unknown 说：

系统上当前正在运行多少个线程？每项任务的优先级是什么？

Unknown 说：
但我注意到设置信号低电平时有较长的延迟

您是如何捕获波形的？

请分享 GPIO 所用时间比平常更长的波形。

此致、

Tushar

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2512555 points

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尊敬的 Tushar：

感谢您的答复、

系统上当前正在运行多少个线程？每项任务的优先级是什么？

我有五个线程、将优先级设置为一样

#define MAIN_TASK_PRI (configMAX_PRIORITATION-1)

您是如何捕获波形的？

下面是我的代码、我使用一个for循环来控制 GPIO、我需要总共控制12个 GPIO。为了节省时间、我会尝试通过匹配所需的值将所需数据直接写入相应的 GPIO 寄存器。

for (bit = NUM_BITS_PER_CH - 1; bit > 0; bit--) {

    gpioTargetValue_0 = hGpio1->BANK_REGISTERS[0].OUT_DATA;
    gpioTargetValue_0 &= ~mask0;
    gpioTargetValue_0 |=    ( (rValue1_l & valueMask[bit])? (1 << UDR1_L_PIN_SHIFT):0 ) |
                            ( (gValue1_l & valueMask[bit])? (1 << UDG1_L_PIN_SHIFT):0 ) |
                            ( (bValue1_l & valueMask[bit])? (1 << UDB1_L_PIN_SHIFT):0 ) |
                            ( (rValue2_l & valueMask[bit])? (1 << UDR2_L_PIN_SHIFT):0 ) |
                            ( (gValue2_l & valueMask[bit])? (1 << UDG2_L_PIN_SHIFT):0 ) |
                            ( (bValue2_l & valueMask[bit])? (1 << UDB2_L_PIN_SHIFT):0 );

    gpioTargetValue_1 = hGpio0->BANK_REGISTERS[1].OUT_DATA;
    gpioTargetValue_1 &= ~mask1;
    gpioTargetValue_1 |=    ( (rValue1_r & valueMask[bit])? (1 << UDR1_R_PIN_SHIFT):0 ) |
                            ( (gValue1_r & valueMask[bit])? (1 << UDG1_R_PIN_SHIFT):0 ) |
                            ( (bValue1_r & valueMask[bit])? (1 << UDB1_R_PIN_SHIFT):0 ) |
                            ( (rValue2_r & valueMask[bit])? (1 << UDR2_R_PIN_SHIFT):0 ) |
                            ( (gValue2_r & valueMask[bit])? (1 << UDG2_R_PIN_SHIFT):0 ) |
                            ( (bValue2_r & valueMask[bit])? (1 << UDB2_R_PIN_SHIFT):0 );

    hGpio1->BANK_REGISTERS[0].OUT_DATA = gpioTargetValue_0;
    hGpio0->BANK_REGISTERS[1].OUT_DATA = gpioTargetValue_1;

    DCLK_EN;
    for (uint32_t delay = 0; delay < universal_config->driver_dclk_delay; delay++) {
        NOP_DELAY;
    }
    DCLK_DIS;
}

我使用 LA 捕获 GPIO 信号、这里是波形、低电平状态约为1.2us。

但是、如果删除下面的两行、将数据写入 GPIO 寄存器、

// hGpio1->BANK_REGISTERS[0].OUT_DATA = gpioTargetValue_0;
// hGpio0->BANK_REGISTERS[1].OUT_DATA = gpioTargetValue_1;

低电平状态将仅消耗830ns、

为什么将数据写入 GPIO 寄存器需要400ns？我没有得到它、我能加快这个过程吗？

此致、

Larry

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2512555 points

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尊敬的 Tushar：

有任何信息可以共享?

此致、

Larry

0 admin 1 年多前

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Larry、您好！

在很长一段时间后、我捕获了一个 GPIO 在关闭时花费近57ns、打开时花费近43ns。

我没有使用任何 API 来控制 GPIO 的开/关、并直接写入寄存器地址。

这里使用的是 for 循环和逻辑运算、处理这也需要一些时间。

我的建议是、根据上述代码、您需要直接控制10个引脚、然后在不循环的情况下在相应的寄存器中写入1或0。

例如、您需要将31引脚控制为高电平。只需将寄存器中的直接值设置为0x80000000。

如果您需要基于某些阵列数据控制引脚、则我们不能采取任何措施、只能循环、并确保在执行此操作时不进行任何任务切换、否则还应考虑此任务切换时间。

此致、

Anil。

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2512555 points

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尊敬的 Anil：

我在另一个讨论中找到了解决方案、我在我要控制的 GPIO 地址中添加 MPU、然后速度显著提高、感谢您的帮助。

此致、

Larry

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2512555 points

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你好 Larry ,

您是否向 MPU 区域添加了 GPIO 地址并缓存了此 GPIO 地址？

您能否分享您获得解决方案的主题？

此致、

Anil。

0 admin 1 年多前

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尊敬的 Anil：

您是否向 MPU 区域添加了 GPIO 地址并缓存了此 GPIO 地址？

是的、下面是我的设置。

您能否分享您获得解决方案的主题？

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/arm-based-microcontrollers-group/arm-based-microcontrollers/f/arm-based-microcontrollers-forum/1122969/lp-am243-am2434-gpio-latency

此致、

Larry

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2512555 points

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Larry、您好！

感谢以上链接和详细信息。

我需要与其他专家确认这些设置、因为大多数 SOC 外设空间都应配置为严格排序、但此处我们配置了不同的配置、我建议至少根据 TRM 配置上述 GPIO 的大小。

例如、GPIO_0或 GPIO_1 大小应为256个字节。因此、在上述 MPU 配置中、我们需要配置相同的大小、而不是8KB。

您能否确认延迟在上述设置下有多大改善？

您是否在 debug build 或 release build 中执行了此测试？

如果您在 debug build 中执行此测试、则在 release build 中执行测试、查看性能是否仍与 debug build 相比有所改善？

此致、

Anil。

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2512555 points

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尊敬的 Anil：

您能否确认延迟在上述设置下有多大改善？

在此设置之前、低电平状态需要1.2us、设置之后、低电平状态只需270ns。

您是否在 debug build 或 release build 中执行了此测试？

我在调试模式下测试它。

感谢您的帮助、我可以稍后使用释放模式进行测试。

此致、

Larry

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2512555 points

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你好 Larry ,

感谢分享上述结果.

如果您在释放模式下进行测试,您可能会获得更好的结果。

此致、

Anil。

基于 Arm 的微控制器（参考译文帖）

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[参考译文] AM2431：GPIO 控制速度