Cortex-M中的DWT計(jì)數(shù)器 Cortex-M3處理器系統(tǒng)框圖分析

DWT跟蹤組件

Cortex-M3 權(quán)威指南：

16.2 TRACE COMPONENTS: DWT

The rest of the DWT counters are typically used for profiling the application codes. They can beprogrammed to emit events (in the form of trace packets) when the counter overflows. One typicalapplication is to use the CYCCNT register to count the number of clock cycles required for a specifictask, for benchmarking purposes.

16.2 跟蹤組件：數(shù)據(jù)觀察點(diǎn)與跟蹤(DWT)

DWT 中有剩余的計(jì)數(shù)器，它們典型地用于程序代碼的“性能速寫”（profiling）。通過編程它們，就可以讓它們?cè)谟?jì)數(shù)器溢出時(shí)發(fā)出事件（以跟蹤數(shù)據(jù)包的形式）。最典型地，就是使用 CYCCNT寄存器來測(cè)量執(zhí)行某個(gè)任務(wù)所花的周期數(shù)，這也可以用作時(shí)間基準(zhǔn)相關(guān)的目的（操作系統(tǒng)中統(tǒng)計(jì) CPU使用率可以用到它）。

Cortex-M中的DWT

在Cortex-M里面有一個(gè)外設(shè)叫DWT(Data Watchpoint and Trace)，是用于系統(tǒng)調(diào)試及跟蹤，

它有一個(gè)32位的寄存器叫CYCCNT，它是一個(gè)向上的計(jì)數(shù)器，記錄的是內(nèi)核時(shí)鐘運(yùn)行的個(gè)數(shù)，內(nèi)核時(shí)鐘跳動(dòng)一次，該計(jì)數(shù)器就加1，精度非常高，如果內(nèi)核時(shí)鐘是72M，那精度就是1/72M = 14ns，而程序的運(yùn)行時(shí)間都是微秒級(jí)別的，所以14ns的精度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)夠的。

最長(zhǎng)能記錄的時(shí)間為：59.65s。計(jì)算方法為2的32次方/72000000。

當(dāng)CYCCNT溢出之后，會(huì)清0重新開始向上計(jì)數(shù)。

使用方法

要實(shí)現(xiàn)延時(shí)的功能，總共涉及到三個(gè)寄存器：DEMCR 、DWT_CTRL、DWT_CYCCNT，分別用于開啟DWT功能、開啟CYCCNT及獲得系統(tǒng)時(shí)鐘計(jì)數(shù)值。

DEMCR

想要使能DWT外設(shè)，需要由另外的內(nèi)核調(diào)試寄存器DEMCR的位24控制，寫1使能（劃重點(diǎn)啦，要考試?。。?。DEMCR的地址是0xE000 EDFC

關(guān)于DWT_CYCCNT

使能DWT_CYCCNT寄存器之前，先清0。讓我們看看DWT_CYCCNT的基地址，從ARM-Cortex-M手冊(cè)中可以看到其基地址是0xE000 1004，復(fù)位默認(rèn)值是0，而且它的類型是可讀可寫的，我們往0xE000 1004這個(gè)地址寫0就將DWT_CYCCNT清0了。

關(guān)于CYCCNTENA

CYCCNTENA Enable the CYCCNT counter. If not enabled, the counter does not count and no event is generated for PS sampling or CYCCNTENA. In normal use, the debugger must initialize the CYCCNT counter to 0.它是DWT控制寄存器的第一位，寫1使能，則啟用CYCCNT計(jì)數(shù)器，否則CYCCNT計(jì)數(shù)器將不會(huì)工作。

【https://developer.arm.com/documentation/ddi0337/e/system-debug/dwt/summary-and-description-of-the-dwt-registers?lang=en】

綜上所述

想要使用DWT的CYCCNT步驟：

先使能DWT外設(shè)，這個(gè)由另外內(nèi)核調(diào)試寄存器DEMCR的位24控制，寫1使能

使能CYCCNT寄存器之前，先清0。

使能CYCCNT寄存器，這個(gè)由DWT的CYCCNTENA 控制，也就是DWT控制寄存器的位0控制，寫1使能

寄存器定義：

?

?

//0xE000EDFC?DEMCR?RW?Debug?Exception?and?Monitor?Control?Register.??
//使能DWT模塊的功能位
#define?DEMCR???????????(?*(unsigned?int?*)0xE000EDFC?)??
#define?TRCENA??????????(?0x01?<

	用法示例：
vvolatile?unsigned?int?*DWT_CYCCNT??;
volatile?unsigned?int?*DWT_CONTROL?;
volatile?unsigned?int?*SCB_DEMCR???;
?
void?reset_timer(){
????DWT_CYCCNT???=?(int?*)0xE0001004;?//address?of?the?register
????DWT_CONTROL??=?(int?*)0xE0001000;?//address?of?the?register
????SCB_DEMCR????=?(int?*)0xE000EDFC;?//address?of?the?register
????*SCB_DEMCR???=?*SCB_DEMCR?|?0x01000000;
????*DWT_CYCCNT??=?0;?//?reset?the?counter
????*DWT_CONTROL?=?0;?
}
?
void?start_timer(){
????*DWT_CONTROL?=?*DWT_CONTROL?|?1?;?//?enable?the?counter
}
?
void?stop_timer(){
????*DWT_CONTROL?=?*DWT_CONTROL?|?0?;?//?disable?the?counter????
}
?
unsigned?int?getCycles(){
????return?*DWT_CYCCNT;
}
?
main(){
????....
????reset_timer();?//reset?timer
????start_timer();?//start?timer
????//Code?to?profile
????...
????myFunction();
????...
????stop_timer();?//stop?timer
????numCycles?=?getCycles();?//read?number?of?cycles?
????...
}

	示例2：
#define?start_timer()????*((volatile?uint32_t*)0xE0001000)?=?0x40000001??//?Enable?CYCCNT?register
#define?stop_timer()???*((volatile?uint32_t*)0xE0001000)?=?0x40000000??//?Disable?CYCCNT?register
#define?get_timer()???*((volatile?uint32_t*)0xE0001004)???????????????//?Get?value?from?CYCCNT?register
?
/***********
*?How?to?use:
*???????uint32_t?it1,?it2;??????//?start?and?stop?flag????????????????????????????????????????????
????????start_timer();??????????//?start?the?timer.
????????it1?=?get_timer();??????//?store?current?cycle-count?in?a?local
????????//?do?something
????????it2?=?get_timer()?-?it1;????//?Derive?the?cycle-count?difference
????????stop_timer();???????????????//?If?timer?is?not?needed?any?more,?stop
print_int(it2);?????????????????//?Display?the?difference
****/

	示例3：
#define??DWT_CR??????*(uint32_t?*)0xE0001000
?
#define??DWT_CYCCNT??*(uint32_t?*)0xE0001004
?
#define??DEM_CR??????*(uint32_t?*)0xE000EDFC
?
#define??DEM_CR_TRCENA??????????????????(1?<

	編輯：黃飛

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