STM32H7 EVM 보드 개발 환경 설정 및 STM32 H7성능 테스트
STM32CubeMX 를 이용하여 STM32H7 EVM 보드의 동작 테스트를 진행해 보았다.
우선 STM32H743 을 선택하고 기본 핀맵 세팅을 해 준다.
STM32H7의 클럭은 내부 64Mhz RC로 하고 400Mhz로 구동 할수 있도록 했다.
가장 기본이 되는 포트 제어 레지스터를 토글해 보니 80ns가 측정된다.
좀 이상하네..
while (1)
{
GPIO_TEST_PORT->ODR ^= GPIO_TEST_PIN;
}
GPIO_TEST_PORT->ODR ^= GPIO_TEST_PIN;
8003d76: 4a04 ldr r2, [pc, #16] ; (8003d88 <main+0x10c>)
8003d78: 6953 ldr r3, [r2, #20]
8003d7a: f083 0320 eor.w r3, r3, #32
8003d7e: 6153 str r3, [r2, #20]
8003d80: e7fa b.n 8003d78 <main+0xfc>
8003d82: bf00 nop
클럭을 외부클럭으로 하고 480Mhz로 구동 되도록 설정해 보았다. 그래도 58ns로 느리다.
그러면 비트제어 레지스터로 제어 해 보자
while (1)
{
//GPIO_TEST_PORT->ODR ^= GPIO_TEST_PIN;
GPIO_TEST_PORT->BSRR = GPIO_TEST_PIN;
GPIO_TEST_PORT->BSRR = (uint32_t)GPIO_TEST_PIN << GPIO_NUMBER;
}
GPIO_TEST_PORT->BSRR = GPIO_TEST_PIN;
8003df6: 4b05 ldr r3, [pc, #20] ; (8003e0c <main+0x190>)
GPIO_TEST_PORT->BSRR = (uint32_t)GPIO_TEST_PIN << GPIO_NUMBER;
8003df8: f44f 1100 mov.w r1, #2097152 ; 0x200000
GPIO_TEST_PORT->BSRR = GPIO_TEST_PIN;
8003dfc: 619c str r4, [r3, #24]
GPIO_TEST_PORT->BSRR = (uint32_t)GPIO_TEST_PIN << GPIO_NUMBER;
8003dfe: 6199 str r1, [r3, #24]
8003e00: e7fc b.n 8003dfc <main+0x180>
8003e02: bf00 nop
480Mhz 구동시에 25ns로 STM32F4 보다 느린 속도가 측정된다
메인 루프에서 GPIO를 On/Off 했을때 시간을 측정 해보면..
while (1)
{
//GPIO_TEST_PORT->ODR ^= GPIO_TEST_PIN;
HAL_Delay(1);
GPIO_TEST_PORT->BSRR = GPIO_TEST_PIN;
GPIO_TEST_PORT->BSRR = (uint32_t)GPIO_TEST_PIN << GPIO_NUMBER;
}
역시 25ns 로 측정된다.
STM32F7 EVM 보드의 GPIO 성능테스트 결과에서 8ns와 비교하면 3~4배 정도 느리다. 왜 이럴까?
분명 클럭이 480Mhz로 2배 이상 빠른데...
D캐시 I캐시를 사용으로 설정해도 결과는 동일한다.
/* Enable I-Cache---------------------------------------------------------*/
SCB_EnableICache();
/* Enable D-Cache---------------------------------------------------------*/
SCB_EnableDCache();
데이터시트를 좀더 찾아 보자
GPIO 최대 클럭주파수를 보면 220Mhz까지 사용 가능한데...
시스템 클럭을 확인해 보면 480Mhz로 출력된다. 클럭 설정에는 문제가 없는데...
SysClk = HAL_RCC_GetSysClockFreq();
HClk = HAL_RCC_GetHCLKFreq();
PClk1 = HAL_RCC_GetPCLK1Freq();
PClk2 = HAL_RCC_GetPCLK2Freq();
printf("SysClk (System Clock) = %lu Hz\r\n", SysClk);
printf("HClk (AHB / Main CPU Clock) = %lu Hz\r\n", HClk);
printf("PClk1 (Peripherals Clock 1) = %lu Hz\r\n", PClk1);
printf("PClk2 (Peripherals Clock 2) = %lu Hz\r\n", PClk2);
Clk1=480000000
SysClk (System Clock) = 480000000 Hz
HClk (AHB / Main CPU Clock) = 240000000 Hz
PClk1 (Peripherals Clock 1) = 120000000 Hz
PClk2 (Peripherals Clock 2) = 120000000 Hz
MCO 핀으로 출력 클럭을 확인해 보면 480Mhz을 4분주한 120Mhz가 출력이 된다.
그런데 왜 GPIO 토글 속도가 느릴까?
뭔가 설정에 문제가 있을것 같은데..
28ns면 STM32F1 GPIO 속도 테스트 결과 와 비슷하다. 너무 느리다.
무엇이 문제 일까?
[최종 결론] STM32H7 vs STM32F7 GPIO 속도 테스트2 - 문제 해결 참고
//HSI 64Mhz - >480Mhz
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInitStruct = {0};
/** Supply configuration update enable
*/
HAL_PWREx_ConfigSupply(PWR_LDO_SUPPLY);
/** Configure the main internal regulator output voltage
*/
__HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
while(!__HAL_PWR_GET_FLAG(PWR_FLAG_VOSRDY)) {}
/** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_DIV1;
RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 4;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 60;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = 2;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 2;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 2;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLRGE = RCC_PLL1VCIRANGE_3;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLVCOSEL = RCC_PLL1VCOWIDE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLFRACN = 0;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2
|RCC_CLOCKTYPE_D3PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_D1PCLK1;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB3CLKDivider = RCC_APB3_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_APB1_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_APB2_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB4CLKDivider = RCC_APB4_DIV2;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1;
PeriphClkInitStruct.Usart16ClockSelection = RCC_USART16CLKSOURCE_D2PCLK2;
if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
HAL_RCC_MCOConfig(RCC_MCO1, RCC_MCO1SOURCE_PLL1QCLK, RCC_MCODIV_8);
}
//HSE 25Mhz -> 400Mhz
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInitStruct = {0};
/** Supply configuration update enable
*/
HAL_PWREx_ConfigSupply(PWR_LDO_SUPPLY);
/** Configure the main internal regulator output voltage
*/
__HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
while(!__HAL_PWR_GET_FLAG(PWR_FLAG_VOSRDY)) {}
/** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 5;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 160; //192 -> 480Mhz
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = 2;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 2;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 2;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLRGE = RCC_PLL1VCIRANGE_2;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLVCOSEL = RCC_PLL1VCOWIDE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLFRACN = 0;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2
|RCC_CLOCKTYPE_D3PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_D1PCLK1;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB3CLKDivider = RCC_APB3_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_APB1_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_APB2_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB4CLKDivider = RCC_APB4_DIV2;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_HRTIM1|RCC_PERIPHCLK_USART1;
PeriphClkInitStruct.Usart16ClockSelection = RCC_USART16CLKSOURCE_D2PCLK2;
PeriphClkInitStruct.Hrtim1ClockSelection = RCC_HRTIM1CLK_TIMCLK;
if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
HAL_RCC_MCOConfig(RCC_MCO1, RCC_MCO1SOURCE_PLL1QCLK, RCC_MCODIV_4);
}
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