IO输出速度跟不上内核，那内核会怎么办，先跑还是干等

南天音乐

如题，我们都知道STM32F103的内核时钟有72M，但IO却不可能达到一样的速度进行输出。如要控制一个IO输出，以寄存器操作为例，控制PC2输出高电平
GPIOC->BSRR=(u16)0x0004;
这条语句编译为汇编时可能就2条指令，应该在几个指令周期就执行完了，内核执行完这些指令之后，是不管IO口是否输出了想要的电平继续往下执行其它指令，还是在等待IO输出到想要的电平才继续往下执行？
目前来看，应该是会等待的，但从汇编指令上来是看不出的，应该是硬件完成的。具体等待多长时间，是否与配置GPIO的输出速度有关联呢，这个没测试过，手册貌似也没找到相应的说明。
可以确定的是，程序没事不要总去设置GPIO，即使是输出相同的状态，尽量能用变量就用变量，想想我之前有贪图方便直接类似如下直接操作GPIO
while(1)
{
        ....
        if(a)
        {
                GPIOC->BSRR=(u16)0x0004;
        }
        else
        {
                GPIOC->BRR=(u16)0x0004;
        }
        ....
}
其实无形之中已经等效为
while(1)
{
        ....
        if(a)
        {
                GPIO_Out_1;
                Delay(0xffffff);//夸张的延时
        }
        else
        {
                GPIO_Out_0;
                Delay(0xffffff);
        }
        ....
}
触目惊心的延时直接拖慢了系统的整体运行。可能普通应用每什么关系，可对于要实时信号处理的来说，这就要命了。
以上仅为个人观点，有啥不正确的地方欢迎指教。

真情永存

不敢苟同。没有说清楚是怎么判断内核是停在那里了。个人认为，内核改写完寄存器的值就算完事了，后续电平的输出应该是硬件逻辑部分处理的。

crazy0qwer

非专业人士，个人理解：
1、内核会一直执行指令，不会等待外设反馈。否则外设故障整个内核宕机？
2、GPIO输出速度取决于输出驱动电路，属于独立的硬件与内核无关。内核只是给对应寄存器传递数据，寄存器被改变后，触发相应驱动电路，从而修改IO状态。
3、"能用变量就用变量" 不对，操作变量的本质还是操作GPIO寄存器。

tigerzq

看看中断

mailshichao

内核操作的只是相应地址上的寄存器(内存)中的数据，读也是这样的

freemancn

CPU不会等待IO的,设置完IO的控制寄存器后,CPU就往后执行了.

la45088d1

等个屁，内核只会完成操作后接着下一条指令处理，而且其实内核想等也等不了，因为GPIO控制器也不知道电平什么时候会转换和建立。
是的，内核通过数据总线访问GPIO控制器，修改某个GPIO状态，GPIO控制器也只是把控制信号向下一级传输，后面还有N多逻辑门最后再到输出的MOSFET，最后啥时候IO状态能真正改变，精确时间没人知道，所以一般为了保证准确转换再进行下一步操作，你可以加几条NOP等待。
这事我就经历过，一个按键扫描程序，单步调试运行良好，一退出调试模式全速执行就不停地乱跳，搞了半天发现是内核速度远高于GPIO速度，结果只能在改变GPIO后加一点延时才解决。所以内核不能等GPIO，也没法等。

la45088d1

la45088d1 发表于 2020-11-15 12:14
等个屁，内核只会完成操作后接着下一条指令处理，而且其实内核想等也等不了，因为GPIO控制器也不知道电平什 ...

你的想法是错误的，没有任何硬件机制能够强制内核去等待GPIO的电平变化，除非你在软件部分做处理，写个条件循环，等到GPIO的电平回读值跟预设值一致后再执行下一步，否则不可能实现内存等GPIO这种荒唐的结果。在某些时序严谨的场合你可以试试，不过由于GPIO响应可以在几个周期内完成，所以根据设定的转换速度，适当加几条NOP就足够了。
我STM32都是直接用ASM操作寄存器，我对Cortex-M3的内核和STM32的结构本身还是比较了解的，据我所知，不存在这种奇怪的机制，也没有必要存在这种机制。

apple1999

楼主说：“目前来看，应该是会等待的”，这个是怎么判断的？没看到楼主给具体的说明。

jcdzxh

楼主真心对这个有兴趣，得用汇编测试......
结论是IO可以响应过来，2T
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...........
跑跑看，抓PA8波形

la45088d1

jcdzxh 发表于 2020-11-16 16:48
楼主真心对这个有兴趣，得用汇编测试......
结论是IO可以响应过来，2T
ldr r0,=0x40010800

STM32F1系列我看过50MHz速度下，上升沿和下降沿大概可以在10ns多一点完成，所以不停反转在72MHz时钟下是可以做到的。

南天音乐

上面的大神们是对的，我的观点确实是错误的。我提这个问题，是受网上几个试验结论误导了，这些问题包括：
1.STM32F103 IO翻转最大速度问题
2.FSMC刷屏比用IO模拟刷屏快?
3.用直接操作寄存器方式驱动IO输出TFT时序，时钟不加延时，TFT也能正确响应。(与第一点结论矛盾)
4.帖子“发现 STM32 纯刷屏还是挺给力的，速度达到85每秒”。感觉这个刷屏速度不应该这么低。
实践出真知，草率了。。。