c - Arm assembly 中的意外时序

Question

我需要一个非常精确的时间，所以我写了一些汇编代码(用于 ARM M0+)。
但是，在示波器上进行测量时，时间并不是我所期望的。

#define LOOP_INSTRS_CNT                 4 // subs: 1, cmp: 1, bne: 2 (when branching)
#define FREQ_MHZ                        (BOARD_BOOTCLOCKRUN_CORE_CLOCK / 1000000)
#define DELAY_US_TO_CYCLES(t_us)        ((t_us * FREQ_MHZ + LOOP_INSTRS_CNT / 2) / LOOP_INSTRS_CNT)

static inline __attribute__((always_inline)) void timing_delayCycles(uint32_t loopCnt)
{
  // note: not all instructions take one cycle, so in total we have 4 cycles in the loop, except for the last iteration.
   __asm volatile(
    ".syntax unified \t\n"  /* we need unified to use subs (not for sub, though) */
    "0: \t\n"
    "subs %[cyc], #1 \t\n"  /* assume cycles > 0 */
    "cmp %[cyc], #0 \t\n"
    "bne.n 0b\t\n"          /* this instruction costs 2 cycles when branching! */
    : [cyc]"+r" (loopCnt)   /* actually input, but we need a temporary register, so we use a dummy output so we can also write to the input register */
    :                       /* input specified in output */
    :                       /* no clobbers */
  );
}

// delay test
#define WAIT_TEST_US 100
gpio_clear(PIN1);
timing_delayCycles(DELAY_US_TO_CYCLES(WAIT_TEST_US));
gpio_set(PIN1);

非常基本的东西。但是，延迟(通过将 GPIO 引脚设置为低电平、循环然后再次设置为高电平来测量)时序始终比预期高 50%。我尝试了低值(1 us 给 1.56 us)，最多 500 ms 给 750 ms。
我尝试单步执行，循环实际上只执行 3 个步骤:subs (1)、cmp (1)、branch (2)。括号是预期的时钟周期数。
任何人都可以阐明这里发生了什么吗？

Answer 1

经过一些好的建议，我发现问题可以通过两种方式解决:

以相同频率运行内核时钟和闪存时钟(如果代码从闪存运行)

将代码放在 SRAM 中以避免闪存访问等待状态。

注意:如果有人复制了上面的代码，请注意您可以删除 cmp，因为 subs 设置了 s 标志。如果这样做，请记住将指令计数设置为 3 而不是 4。这将为您提供更好的时间分辨率。