【STM32H743实验例程】实验3：STM32H743最大IO速度测试，可达50MHz-133MHz，还是比较给力的

eric2013

实验介绍
开发平台：官方STM32H743 NUCLEO板子
开发环境：MDK5.25正式版
软件版本：
（1）CMSIS软件包 V5.3.0
（2）H7的HAL库版本 V1.2.0
例程下载：
实验3：STM32H743最大IO速度测试.7z (1.07 MB, 下载次数: 325)

2018-4-3 02:25 上传

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根据官方说明，最大IO速度是133MHz。


实际测试Flash开启指令Cache或者将代码放在ITCM里面，速度是50MHz，跟133MHz还有点差距。不过仔细分析下，运行下面的IO翻转代码，主要是while循环里面的

1. int main(void)
   
2. {
   
3.         GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;
   
4.         
   
5.         bsp_Init(); /* 外设初始化 */
   
6. 
   
7.         /* 使用PC9做高速IO测试 */
   
8.          __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
   
9.         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;                   /* 设置推挽输出 */
   
10.         GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;                 /* 上下拉电阻不使能 */
    
11.         GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;  /* 最高GPIO速度等级 */
    
12. 
    
13.         GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9;
    
14.         HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
    
15.         
    
16.         while (1)
    
17.         {
    
18.                 GPIOC->BSRRH = GPIO_PIN_9;
    
19.                 GPIOC->BSRRL = GPIO_PIN_9;
    
20.         }
    
21. }

复制代码

程序在不断的刷下面三行代码，两个STRH就按4个时钟周期，一个指令B按1个指令周期，那么就是5个指令周期，5个指令周期仅可以完成一次翻转，那么一个完整的IO周期就是10个，这样最大的速度就是40MHz，当前跑到50MHz，已经相当给力。


后面研究下如何可以跑到100MHz，当前已经开启最高等级优化和时间优化。

eric2013

示波器测试效果如下：

ou513

弄到100速度没有啊，硬汉哥

avita

老大，现在放弃RT1050，开始搞STM32H743了么？

eric2013

avita 发表于 2018-4-3 09:34
老大，现在放弃RT1050，开始搞STM32H743了么？

暂行先放放，RT的形式有点乱，让其他人搞起。

eric2013

ou513 发表于 2018-4-3 09:07
弄到100速度没有啊，硬汉哥

通过程序触发反转有点难度了，因为要限制反转程序仅需要2个时钟周期。后面看看硬件方式吧。

像使用他们的FMC驱动SDRAM这些都是没问题的，因为是硬件方式，可以方便的搞到100MHz以上。

qiousanxi

汉哥，可以把程序放到SRAM里面测试一下，应该能更快一些

eric2013

qiousanxi 发表于 2018-4-4 11:39
汉哥，可以把程序放到SRAM里面测试一下，应该能更快一些

已经测试了，放在了ITCM里面，400MHz的速度。

qiousanxi

eric2013 发表于 2018-4-4 11:40
已经测试了，放在了ITCM里面，400MHz的速度。

跟随硬汉大佬，

byccc

能做到100MHz就爽了，我的100MHz AD就可以挂上了。

liwangkm

STM32H7可以超频到500到540MHz

ccc1122

byccc 发表于 2018-4-5 10:41
能做到100MHz就爽了，我的100MHz AD就可以挂上了。

挂AD，采样时钟的同步性能做到吗？

eric2013

ccc1122 发表于 2018-4-5 11:03
挂AD，采样时钟的同步性能做到吗？

FMC总线DMA，可以试试

eric2013

liwangkm 发表于 2018-4-5 10:51
STM32H7可以超频到500到540MHz

超频性能有提升不，回头我也试试

eric2013

byccc 发表于 2018-4-5 10:41
能做到100MHz就爽了，我的100MHz AD就可以挂上了。

你用的那个型号

liwangkm

eric2013 发表于 2018-4-5 11:06
超频性能有提升不，回头我也试试

解码APE可以到Extra High级24bit的

eric2013

liwangkm 发表于 2018-4-5 11:11
解码APE可以到Extra High级24bit的

666

ccc1122

eric2013 发表于 2018-4-5 11:05
FMC总线DMA，可以试试

F4的FMC+DMA试过，同步不好。以开启DMA的信号做同步，时间越长，FMC的CLK信号前后晃动幅度越明显。

byccc

eric2013 发表于 2018-4-5 11:06
你用的那个型号

私信你了。

cortex

主函数连续写10个
GPIOC->BSRRH = GPIO_PIN_9;
GPIOC->BSRRL = GPIO_PIN_9;
这样测量翻转的周期，频率将会大大的提高，之前试过其他STM32系列，软件翻转IO可以达到CPU时钟的1/4，也就是两个CPU时钟一个指令

eric2013

cortex 发表于 2018-4-5 22:35
主函数连续写10个
GPIOC->BSRRH = GPIO_PIN_9;
GPIOC->BSRRL = GPIO_PIN_9;

谢谢，应该已经开启了Cache，实际上增加已经没有效果了。

HFLY

用楼主的代码测试了下，没有50M

HFLY

哪里的问题

eric2013

HFLY 发表于 2018-4-13 14:18
哪里的问题

直接将示波器探头接到相应引脚上。使用我的这个程序。

HFLY

eric2013 发表于 2018-4-13 14:23
直接将示波器探头接到相应引脚上。使用我的这个程序。

就是直接用的你的这个程序，测的相应引脚的信号。使用的是NUCLEO-H743ZI。你的芯片是哪个版本

eric2013

HFLY 发表于 2018-4-13 22:55
就是直接用的你的这个程序，测的相应引脚的信号。使用的是NUCLEO-H743ZI。你的芯片是哪个版本

我的是Y版的，现在面向市场的应该只有这个版本。

我这里测试不开Cache也有30MHz以上。

litin326

我试过F7 可以弄到109M

测试设备： DS1074 10X输入
测试芯片：STM32F767ZGT6
测试程序：cubeMX生成的框架   

void MX_GPIO_Init(void)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin : PD15 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_15;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
  HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

}
  while (1)
  {
        GPIOD->BSRR = 0x80000000;
        GPIOD->BSRR = GPIO_PIN_15;
  }

eric2013

litin326 发表于 2018-4-14 13:33
我试过F7 可以弄到109M

测试设备： DS1074 10X输入

我认为纯程序刷做不到这么高，因为函数
GPIOD->BSRR = 0x80000000;
GPIOD->BSRR = GPIO_PIN_15;
的指令周期在哪里摆着。像FMC那种硬件时钟刷，可以的。

litin326

eric2013 发表于 2018-4-14 13:41
我认为纯程序刷做不到这么高，因为函数
GPIOD->BSRR = 0x80000000;
GPIOD->BSRR = GPIO_PIN_15;

应该是编译器优化过了。之前也试了，把编译器的优化关掉后速度掉了不少。顺道说句，期盼您弄得H7开发板哦。

eric2013

litin326 发表于 2018-4-16 20:43
应该是编译器优化过了。之前也试了，把编译器的优化关掉后速度掉了不少。顺道说句，期盼您弄得H7开发板哦 ...

我觉得他的这个测试是有问题的，因为两个函数的所需要两个STRH和B指令的周期在那里摆着，即使再优化，指令周期是不能缩短的。

我的测试将程序直接放在DTCM里面，开启最高优化，也是这样的。还有各种Cache方式也都测试了。

HFLY

新买了款STM32H743开发板最大IO速度还是只有16.7M。STM32F7实测108M。哪位有开发板的帮忙测试下吗，谢谢了。

eric2013

HFLY 发表于 2018-10-13 22:58
新买了款STM32H743开发板最大IO速度还是只有16.7M。STM32F7实测108M。哪位有开发板的帮忙测试下吗，谢谢了 ...

网上传的108MHz，我个人认为是有误，两个反转语句的汇编指令都需要10几个时钟周期。再怎么跑也到不了100MHz。

而硬件翻转就不同了，直接硬件执行，比如我此贴测试的PWM，100MHz。

http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=86434

HFLY

eric2013 发表于 2018-10-14 00:17
网上传的108MHz，我个人认为是有误，两个反转语句的汇编指令都需要10几个时钟周期。再怎么跑也到不了100M ...

Cortex-M7具有分支预测和双指令执行的六级超标量流水线。不是网上传的，是在F7开发板上实际测试的。而H7只有16.7M

eric2013

HFLY 发表于 2018-10-14 00:28
Cortex-M7具有分支预测和双指令执行的六级超标量流水线。不是网上传的，是在F7开发板上实际测试的。而H7 ...

首先我之前的硬件验证已经确保是没问题的，GPIO跑个100MHz是没问题的。

然后六级指令流水线，再怎么流水线也不可能把5条指令合并成2个时钟周期完成，你用F7就相当于2个时钟周期就跑完了。

HFLY

0x2000015A 6004      STR           r4,[r0,#0x00]
0x2000015C 6005      STR           r5,[r0,#0x00]
0x2000015E E7FC      B             0x2000015A
我的测试代码是这样的

HFLY

eric2013 发表于 2018-10-14 00:59
首先我之前的硬件验证已经确保是没问题的，GPIO跑个100MHz是没问题的。

然后六级指令流水线，再怎么流 ...

方便把您测试的板子拍个照吗。

eric2013

HFLY 发表于 2018-10-14 17:02
方便把您测试的板子拍个照吗。

http://www.armbbs.cn/forum.php?m ... peid%26typeid%3D164

HFLY

eric2013 发表于 2018-10-14 17:23
http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=85889&extra=page%3D1%26filter%3Dtypeid%26type ...

板子是一样的。

HFLY

同一个型号的板子，用的楼主的程序，确认我这测试没有问题。难道是芯片不同？

伪装者

硬汉哥，qspi的最大时钟频率可以到133M，这里主要受限于IO口的反转速度吗？还是有其他方面的约束，sram同步模式下为啥也是133M？