PICs에서 ARM으로 전환하고 STM32F4 디스커버리 보드를 구입했습니다. 지금까지 나는 그것을 프로그래밍하기 위해 모든 레지스터를 메모리에 직접 액세스 할 수 있으며 (명확한 방법) 인생을 더 쉽게 만드는 데 사용할 수있는 3 개의 주요 라이브러리가 있음을 이해합니다. 이제 제 질문은 그 중 3 개 (CMSIS, HAL, Std Peripherals Lib) 중 가장 낮은 수준은 무엇입니까? 즉. 오버 헤드가 적은 것. 내 목표는 컨트롤러의 내부 작업을 배우고 내 인생을 더 쉽게 만들지 않는 것이므로 (조금만) 어셈블리를 사용하지 않고 코어에 더 가까운 것을 알고 싶습니다.
답변:
확실히 CMSIS. 이것은 정확히 라이브러리가 아니며 대부분 다양한 레지스터에 대한 정의를 포함합니다.
자신의 HAL을 구현하려면 마이크로 컨트롤러의 레지스터에 쉽게 액세스해야합니다. 레지스터에 액세스하기 때문에 오버 헤드가 없습니다.
CMSIS는 다른 두 가지와 달리 ST가 아닌 ARM에 의해 정의됩니다. 이는 다양한 마이크로 컨트롤러를위한 다양한 CMSIS 라이브러리가 상당히 유사하여 이식성을 크게 지원한다는 것을 의미합니다.
또한 CMSIS가 더 단순하므로 버그가 적거나 없을 수있는 가장 다재다능하고 신뢰할 수있는 (IMO) 것입니다. 내가 사용한 다양한 MCU에 대한 일부 정지 라이브러리는 버그로 유명합니다.
반면 CMSIS는 더 많은 작업이 필요합니다. 그러나 필자는 필자가 필요로하는 양질의 라이브러리를 만들고 칩이 작동하는 방식을 이해하고 새로운 라이브러리를 배우기 위해 시간을 투자하는 데 시간을 투자하기를 선호하기 때문에 개인적인 선택입니다.
그것이 어떻게 작동하는지 배우려면 위의 어느 것도 사용하지 않으려합니다. st에서 arm cross 컴파일러와 문서를 얻으십시오. 코딩을 시작하십시오. 이러한 칩은 일반적으로 프로그래밍하기가 쉽습니다. 이 문서는 레지스터가 어떤 비트를 수행하는지 알려줍니다.
이러한 라이브러리는 모두 이해 / 부담 / 작업을 제거하고 어플리케이션 프로그래밍 경험과 같은 API를 호출하는 것처럼 느끼도록하기위한 것입니다. 많은 사람들이 원하는 것입니다. 이러한 라이브러리에 대한 모든 소스를 사용하여 이해하는 데 도움이 될 수 있지만, 라이브러리에 익숙해지면 라이브러리에서 구멍과 문제, 때로는 매우 무서운 코드를 발견하게됩니다. 코드가 함께 던져져 일반적으로 작성되고 대략 한 칩에서 다른 칩으로 포팅되어 칩에없는 기능 등을 지원할 수 있습니다. 그리고 모두 오버 헤드가 너무 많습니다. 작업에 너무 많은 코드를 10 ~ 100 배 많이 사용하면 많은 코드가 최적화 될 수 있지만 왜 처음에 존재합니까?
자신이 사용하든 이러한 라이브러리 중 하나를 사용하든, 자신이하는 일에 익숙한 지, 이해가되는지, 칩 문서와 일치하는지 등을 확인하기 위해 사용하는 라이브러리의 소스를 계속 살펴 봐야합니다. 잘못되면 당신은 그 이유를 찾기 위해 당신의 것만 큼 많은 것을 파헤쳐 야 할 것입니다.
칩 문서도 완벽하지 않다는 점에 주목하십시오. 그것은 재미의 일부입니다.
베어 메탈 프로그래밍에 대한 토론에서 어셈블리가 나타나는 이유를 이해하지 못합니다. 아주 적은 조립으로 얻을 수 있습니다. 이러한 cortex-m 칩의 경우 기술적으로 부팅하려면 많은 양의 asm이 필요합니다.
.globl _start
_start:
.word 0x20001000
.word main당신은 데이터 나 BS에 의존 할 수 없으며 최소한의 asm으로 main에서 돌아올 수 없습니다. 그러나 그것은 당신이 맨손으로 금속을 생산하는 데 필요한 모든 것입니다. 이제 인터럽트를 수행하려면 벡터 테이블에 더 많은 항목이 필요합니다. 더 많은 .word 줄. 더 많은 asm을 권장하지만 10 또는 20 줄 이상을 권장합니다.
이것은 일반적으로 내가 사용하는 모든 asm입니다.
.cpu cortex-m0
.thumb
.thumb_func
.global _start
_start:
stacktop: .word 0x20001000
.word reset
.word hang
.word hang
.word hang
.word hang
.word hang
.word hang
.word hang
.word hang
.word hang
.word hang
.word hang
.word hang
.word hang
.word hang
.thumb_func
reset:
bl notmain
b hang
.thumb_func
hang: b .
.align
.thumb_func
.globl PUT16
PUT16:
strh r1,[r0]
bx lr
.thumb_func
.globl PUT32
PUT32:
str r1,[r0]
bx lr
.thumb_func
.globl GET32
GET32:
ldr r0,[r0]
bx lr
.thumb_func
.globl GET16
GET16:
ldrh r0,[r0]
bx lr
.thumb_func
.globl dummy
dummy:
bx lr
.end그래, 그것은 cortex-m0이라고 말하지만 이것은 내 m4 코드의 실제 부트 스트랩입니다. 나는 이것을 thumb2가 아닌 thumb으로 선호합니다. 그리고이 코드를 한 cortex-m에서 다른 cortex-m으로 재사용하여 스택 포인터 주소를 필요에 따라 변경하므로 m0, m3 및 m4에서 작동합니다. 나는 아직 m7을 가지고 있지도 않고 많이 연구하지도 않았습니다.
fpu를 활성화하려면 특정 지침이 필요하므로 몇 줄의 asm이 더 필요할 수 있습니다. 그러나 요점은 저수준 프로그래밍과 asm을 혼동하지 않는다는 것입니다. C에는 칩을 구성하고 응용 프로그램을 작성하는 데 필요한 것이 있습니다. 당신이 이야기하는 라이브러리는 asm이 아닌 C로 작성되었으므로 asm을 사용할 필요는 없습니다.
내부 작업을 배우려면 자신의 코드를 작성하십시오. 이러한 라이브러리를 참조 용으로 사용하지 마십시오. 때로는 코드를 읽는 것보다 해킹하는 것이 더 쉬운 경우가 있습니다. (ST뿐만 아니라 모든 공급 업체도 있습니다. 공급 업체 중 하나에 코드 줄이있어서 인터뷰 질문으로 사용합니다. 여기에 게시하지 않을 것입니다).
ST는 확실히하지만 다른 공급 업체도 전력을 절약하고 칩의 섹션에 대해 클럭을 활성화하므로 LED를 깜박이려면 gpio 블록의 활성화 비트를 찾아서 나오는지 확인해야합니다. 리셋이 활성화 된 경우 활성화되지 않은 경우 클럭없이 GPIO 로직과 통신하면 결코 응답하지 않는 로직의 응답을 기다리는 동안 프로세서가 중단됩니다. 그들은 항상 이러한 기능에 대해 말하지 않습니다. 활성화되면 때로는 특정 주변 장치의 초기화 단계를 안내합니다. ST 문서는 꽤 좋습니다. 문서화에있어 상당히 나쁜 등급을받는 마이크로 칩에서 나온다면 문제가 없을 것입니다.
지금까지 CMSIS 정의를 사용했으며 레지스터를 직접 사용하는 것을 즐겼습니다. 한편, 몇몇 프로젝트에서 HAL 라이브러리를 사용했습니다. 코드 실행 시간에 상당한 영향을 미쳤으므로 종료했습니다. CMSIS가 제 관심을 받고 있지만 요즘 에는 libopencm3 의 팬이 될 것 입니다. LLST에서 제공하는 라이브러리 와 같습니다 . 그러나 ST 제품군에서도 더 많은 마이크로 컨트롤러를 다루고 있습니다.
libopencm3 프로젝트 (이전의 libopenstm32)는 ST STM32, Toshiba TX03, Atmel SAM3U, NXP LPC1000 등 다양한 ARM Cortex-M3 마이크로 컨트롤러를위한 무료 / libre / open-source 펌웨어 라이브러리를 만드는 것을 목표로합니다.
점에 유의하시기 바랍니다:
이름에도 불구하고, libopencm3은 예를 들어 Cortex-M0 또는 Cortex-M4 / Cortex-M4F와 같은 다른 ARM Cortex "관련"마이크로 컨트롤러도 지원합니다.
지원되는 마이크로 컨트롤러 목록은 여기를 참조하십시오 .
adc_get_result()실시간 측면, 인터럽트 등을 포함한 완전한 ADC 주변 장치 드라이버에서 랩핑 하는 것과 같은 기능 을합니다. ST write_to_scary_register는 기본적으로 레지스터 액세스 주변의 부풀린 랩퍼 인 것 같습니다 . 모든 공정성에서, ST가 그러한 과잉 팽만감을 제공하는 유일한 공급 업체는 아니며 Atmel ASF와 다른 업체들도 마찬가지로 나쁘다.
Libraries/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Include/stm32f4xx.h또는Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Include/stm32f4xx.h각각에 있습니다.