c - sysTick 频率操纵？

Question

我的 STM32F7 需要高精度中断。任务是在每次滴答时增加一个计数器。 CPU 的频率高达 216 MHz(来自数据表)，这意味着可以实现大约 5 ns 的滴答持续时间，对吗？

经过一些互联网研究，我发现 sysTick 可以用于此目的。我应该简单地配置 SysTick，如下所示:

/** Configure the Systick interrupt time */
    HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);

/**Configure the Systick */
    HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);

我正在 SysTick_Handler 函数内切换 GPIO 引脚来检查执行频率，结果为 1 毫秒。

我想要实现 1 微秒的滴答持续时间，因此我将代码中的 1000 替换为 100，然后我尝试了不同的数字，但似乎没有什么影响 1 毫秒的持续时间。

我在这里遗漏了什么吗？有没有比 sysTick 更好的解决方案来实现这一目标？

谢谢。

Answer 1

您不能(也不应该!)在每个时钟周期增加一些变量。相反，您应该使用硬件计时器 (TIMx) 来进行此类精确测量。

一般来说，合适的方法很少:

1. 使用调度程序。设置硬件定时器以在溢出时生成中断，并根据必要的时间粒度将其配置为每 20us–20ms 溢出一次。在中断例程中检查是否应该在当前调度周期中执行do_something()，如果是的话。保持中断例程短且肯定有限(没有长软件周期等)非常重要，特别是当定时器周期很短时。

2. 使用一次性计时器。如果您只需要执行一个例程或严格定义顺序，则可以使用以下方法。在 do_something() 结束时，配置并启动一个硬件计时器，该计时器将在必要的时间后再次启动 do_something()。因此，在中断例程中，您只需启动 do_something()，然后在 do_something() 的开头重置计时器，完成您的工作并再次设置计时器。通过这种方式，您可以将延迟控制在单个时钟周期内。然而，这种解决方案的维护和扩展难度要大得多。

3. 合并。您可以使用调度程序来旋转一次性计时器来精确控制执行开始时间。

调度是 MCU 软件开发中重点研究的领域。有很多关于它的文章以及支持此功能的 MCU 的成熟实时操作系统以及更多其他操作系统，例如 FreeRTOS 或 ChibiOS。如果是商业项目，您通常应该坚持使用 FreeRTOS 等常用工具，而不是编写自己的调度程序。然而，当然，它非常有教育意义 - 而且很有趣!