探究STM32Cube LL為何能高效的原因

ST的庫，有很多巧妙之處，值得大家借鑒。今天就來講講STM32Cbue LL庫中的一點(diǎn)小知識(shí)。

1寫在前面

有些應(yīng)用要求MCU能高效處理，特別是跑一些算法時(shí)，對(duì)CPU執(zhí)行效率這一塊有要求。

網(wǎng)上有很多文章說STM32CubeHAL執(zhí)行效率不高，代碼量大等問題，導(dǎo)致很多沒入門，或初學(xué)的朋友產(chǎn)生各種各樣的疑惑。

承認(rèn)，HAL相對(duì)來說有這些問題，那么與之對(duì)應(yīng)的STM32CubeLL恰好避免了這樣的問題。

2LL能高效的原因

簡單總結(jié)一下原因：巧妙運(yùn)用C語言靜態(tài)的，內(nèi)聯(lián)函數(shù)直接操作寄存器。

當(dāng)然，這是其中重要的原因，還有一些其它原因，這里不描述。

你會(huì)在LL庫.h文件中發(fā)現(xiàn)大量類似，靜態(tài)，內(nèi)聯(lián)函數(shù)直接讀寫寄存器的函數(shù)。

比如：讀寫IO口

__STATIC_INLINE uint32_t LL_GPIO_ReadOutputPort(GPIO_TypeDef *GPIOx){ return (uint32_t)(READ_REG(GPIOx->ODR));}__STATIC_INLINE void LL_GPIO_SetOutputPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint32_t PinMask){ WRITE_REG(GPIOx->BSRR, (PinMask >> GPIO_PIN_MASK_POS) & 0x0000FFFFU);}

其中__STATIC_INLINE，就是靜態(tài)、內(nèi)聯(lián)：

#define __STATIC_INLINE static __inline

而讀寫位的定義：

這里面的紅定義，在眾多外設(shè).h中都在調(diào)用。比如使能USART：

LL使能USART：

__STATIC_INLINE void LL_USART_Enable(USART_TypeDef *USARTx){ SET_BIT(USARTx->CR1, USART_CR1_UE);}

標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫使能USART：

void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState){ /* Check the parameters */ assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx)); assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState)); if (NewState != DISABLE) { /* Enable the selected USART by setting the UE bit in the CR1 register */ USARTx->CR1 |= USART_CR1_UE; } else { /* Disable the selected USART by clearing the UE bit in the CR1 register */ USARTx->CR1 &= (uint16_t)~((uint16_t)USART_CR1_UE); }}

你會(huì)明顯發(fā)現(xiàn)：LL庫的執(zhí)行效率更高。

3拓展：內(nèi)聯(lián)函數(shù)

寫到這里，就順便復(fù)習(xí)一下內(nèi)聯(lián)函數(shù)。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)是一種編程語言結(jié)構(gòu)，用來建議編譯器對(duì)一些特殊函數(shù)進(jìn)行內(nèi)聯(lián)擴(kuò)展。

通常，程序執(zhí)行時(shí)，處理器從內(nèi)存中讀取代碼執(zhí)行。
當(dāng)程序中調(diào)用一個(gè)函數(shù)時(shí)，程序跳到存儲(chǔ)器中保存函數(shù)的位置，開始讀取代碼執(zhí)行，執(zhí)行完后再返回。

為了提高速度，C語言定義了inline函數(shù)，告訴編譯器把函數(shù)代碼在編譯時(shí)直接拷貝到程序中，這樣就不用執(zhí)行時(shí)另外讀取函數(shù)代碼。

提示：

當(dāng)內(nèi)聯(lián)函數(shù)很大時(shí)，會(huì)有相反的作用，因此一般比較小的函數(shù)才使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)。

4拓展：軟件框架思維

LL之所以高效，是因?yàn)樗擅钸\(yùn)用了一些C語言知識(shí)，沒有太多封裝，直接或間接對(duì)寄存器進(jìn)行操作。

而能這樣實(shí)現(xiàn)，歸功于ST開發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了這么一個(gè)中間層軟件框架。

對(duì)于有大型項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的人來說，一個(gè)項(xiàng)目的框架對(duì)整個(gè)項(xiàng)目影響很大。

就好比你建一棟樓，如果樓層框架都沒造好，你覺得這棟樓質(zhì)量會(huì)好嗎？

所以，這里就提到，我們編程時(shí)，特別項(xiàng)目較大，需要考慮一下軟件框架，一個(gè)好的框架能讓你你的項(xiàng)目達(dá)到事半功倍的效果。