STM32F103を使ってみる

レジスター操作による高速Lチカ

こちらのIL9341 8ビットパラレルTFT用のライブラリのソースでは、GPIO出力をレジスター操作で行っています。
レジスター操作によるLチカのサンプルを以下に示します。
PA0からPA7をレジスター操作でON/OFFしています。

#include "Arduino.h"

              #include <avr/pgmspace.h>

              

              #define PA0_MASK   digitalPinToBitMask(PA0)

              #define PA1_MASK   digitalPinToBitMask(PA1)

              #define PA2_MASK   digitalPinToBitMask(PA2)

              #define PA3_MASK   digitalPinToBitMask(PA3)

              #define PA4_MASK   digitalPinToBitMask(PA4)

              #define PA5_MASK   digitalPinToBitMask(PA5)

              #define PA6_MASK   digitalPinToBitMask(PA6)

              #define PA7_MASK   digitalPinToBitMask(PA7)

              

              #define PA0_LOW   
              GPIOA->regs->BRR  = PA0_MASK

              #define PA0_HIGH   GPIOA->regs->BSRR =
              PA0_MASK

              #define PA1_LOW   
              GPIOA->regs->BRR  = PA1_MASK

              #define PA1_HIGH   GPIOA->regs->BSRR =
              PA1_MASK

              #define PA2_LOW   
              GPIOA->regs->BRR  = PA2_MASK

              #define PA2_HIGH   GPIOA->regs->BSRR =
              PA2_MASK

              #define PA3_LOW   
              GPIOA->regs->BRR  = PA3_MASK

              #define PA3_HIGH   GPIOA->regs->BSRR =
              PA3_MASK

              #define PA4_LOW   
              GPIOA->regs->BRR  = PA4_MASK

              #define PA4_HIGH   GPIOA->regs->BSRR =
              PA4_MASK

              #define PA5_LOW   
              GPIOA->regs->BRR  = PA5_MASK

              #define PA5_HIGH   GPIOA->regs->BSRR =
              PA5_MASK

              #define PA6_LOW   
              GPIOA->regs->BRR  = PA6_MASK

              #define PA6_HIGH   GPIOA->regs->BSRR =
              PA6_MASK

              #define PA7_LOW   
              GPIOA->regs->BRR  = PA7_MASK

              #define PA7_HIGH   GPIOA->regs->BSRR =
              PA7_MASK

              

              #define PA_SET(c)  GPIOA->regs->BSRR =
              ((~c)<<16) | (c)  //Set pins to the 8 bit
              number

              

              #define DEBUG 0

              

              void setup() {

              

                GPIOA->regs->CRL = 0x33333333;

                GPIOA->regs->CRH = 0x33333333;

                GPIOB->regs->CRL = 0x33333333;

                GPIOB->regs->CRH = 0x33333333;

              

                PA0_LOW;

                PA1_LOW;

                PA2_LOW;

                PA3_LOW;

                PA4_LOW;

                PA5_LOW;

                PA6_LOW;

                PA7_LOW;

              

                PA0_HIGH;

                delay(200);

                PA1_HIGH;

                delay(200);

                PA2_HIGH;

                delay(200);

                PA3_HIGH;

                delay(200);

                PA4_HIGH;

                delay(200);

                PA5_HIGH;

                delay(200);

                PA6_HIGH;

                delay(200);

                PA7_HIGH;

                delay(200);

              

                uint8_t c;

                c=0x00;

                PA_SET(c);

                for(int i=0;i<8;i++) {

                  c = (c << 1) + 1;

              //    Serial.println(c,HEX); 

                  PA_SET(c);

                  delay(200);

                }

                c=0x00;

                PA_SET(c);

              

                Serial.print("test1 ");

                Serial.println(test1());

              

                Serial.print("test2 ");

                Serial.println(test2());

              

                Serial.print("test3 ");

                Serial.println(test3());

              

              }

              

              void loop() {

                // put your main code here, to run repeatedly:

              

              }

              

              unsigned long test1() {

                unsigned long start = micros();

                int loop = 1000;

                if (DEBUG) loop = 1;

                for (int l=0;l<loop;l++) {

                  PA0_HIGH;

                  if (DEBUG) delay(200);

                  PA1_HIGH;

                  if (DEBUG) delay(200);

                  PA2_HIGH;

                  if (DEBUG) delay(200);

                  PA3_HIGH;

                  if (DEBUG) delay(200);

                  PA4_HIGH;

                  if (DEBUG) delay(200);

                  PA5_HIGH;

                  if (DEBUG) delay(200);

                  PA6_HIGH;

                  if (DEBUG) delay(200);

                  PA7_HIGH;

                  if (DEBUG) delay(200);

                  PA0_LOW;

                  if (DEBUG) delay(200);

                  PA1_LOW;

                  if (DEBUG) delay(200);

                  PA2_LOW;

                  if (DEBUG) delay(200);

                  PA3_LOW;

                  if (DEBUG) delay(200);

                  PA4_LOW;

                  if (DEBUG) delay(200);

                  PA5_LOW;

                  if (DEBUG) delay(200);

                  PA6_LOW;

                  if (DEBUG) delay(200);

                  PA7_LOW;

                  if (DEBUG) delay(200);

                }

                return micros() - start;

              }

              

              

              unsigned long test2() {

                unsigned long start = micros();

                int loop = 1000;

                if (DEBUG) loop = 1;

                for (int l=0;l<loop;l++) {

                  digitalWrite(PA0,HIGH);

                  if (DEBUG) delay(200);

                  digitalWrite(PA1,HIGH);

                  if (DEBUG) delay(200);

                  digitalWrite(PA2,HIGH);

                  if (DEBUG) delay(200);

                  digitalWrite(PA3,HIGH);

                  if (DEBUG) delay(200);

                  digitalWrite(PA4,HIGH);

                  if (DEBUG) delay(200);

                  digitalWrite(PA5,HIGH);

                  if (DEBUG) delay(200);

                  digitalWrite(PA6,HIGH);

                  if (DEBUG) delay(200);

                  digitalWrite(PA7,HIGH);

                  if (DEBUG) delay(200);

                  digitalWrite(PA0,LOW);

                  if (DEBUG) delay(200);

                  digitalWrite(PA1,LOW);

                  if (DEBUG) delay(200);

                  digitalWrite(PA2,LOW);

                  if (DEBUG) delay(200);

                  digitalWrite(PA3,LOW);

                  if (DEBUG) delay(200);

                  digitalWrite(PA4,LOW);

                  if (DEBUG) delay(200);

                  digitalWrite(PA5,LOW);

                  if (DEBUG) delay(200);

                  digitalWrite(PA6,LOW);

                  if (DEBUG) delay(200);

                  digitalWrite(PA7,LOW);

                  if (DEBUG) delay(200);

                }

                return micros() - start;

              }

              

              

              unsigned long test3() {

                unsigned long start = micros();

                int loop = 1000;

                uint8_t c = 0x00;

              

                if (DEBUG) loop = 1;

                for(int l=0;l<loop;l++) {

                  for(int i=0;i<8;i++) {

                    c = (c << 1) + 1;

                    if (DEBUG)
              Serial.println("c=" + String(c,HEX)); 

                    PA_SET(c);

                    if (DEBUG) delay(200);

                  }

                  uint8_t mask = 0xff;

                  for(int i=0;i<8;i++) {

                    mask = mask << 1;

                    c = c & mask;

                    if (DEBUG)
              Serial.println("c=" + String(c,HEX)); 

                    PA_SET(c);

                    if (DEBUG) delay(200);

                  }

                }

                return micros() - start;

              }

test1() test2() test3()は全て同じ内容で、PA0→PA1→PA2の順番でHIGHにし、同じ順番でLOWにします。
DEBUGを１にすると1回だけdelay付きで動きます。
1000回のパフォーマンスは以下のようになります。
時間の単位はmicrosecondsです。

レジスター操作によるLチカ	2165
digitalWrite()によるLチカ	10120
レジスター操作によるパラレル出力	2828

レジスター操作にすると4倍程度早くLチカできます。
レジスター操作のやり方が分かったので、次回は自作の8ビットパラレルTFTライブラリを紹介します。

続く．．．