針對常規(guī)STM32系列性能測試所引起的準確度低、可靠性差、操作困難等問題，文中提出了一種關(guān)于I/O響應(yīng)頻率以及定時器最高頻率的極限性能測試方法。通過對STM32H7時鐘頻率進行最高頻率配置，分別對需要測試的引腳進行電平翻轉(zhuǎn)并輸出波形，從示波器顯示的波形結(jié)果來看，驗證結(jié)果表明I/O響應(yīng)的時鐘頻率受時鐘源最高頻率的限制，能夠達到時鐘源所規(guī)定的最高頻率。文中給出了STM32CubeMX配置時鐘頻率的方法。

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，嵌入式計算機行業(yè)迎來了翻天覆地的變化，隨之而來，嵌入式計算機對于人類的生產(chǎn)活動和社會活動產(chǎn)生了極其重要的影響，它的應(yīng)用領(lǐng)域從最初的軍事科研應(yīng)用擴展到社會的各個領(lǐng)域，從而帶動了全球范圍的技術(shù)進步，由此引發(fā)了深刻的社會變革。

在嵌入式計算機中，單片機作為一種體積小、質(zhì)量輕、價格便宜的嵌入式計算機，它的應(yīng)用領(lǐng)域也十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。而STM32系列芯片作為32bit單片機類型的代表，在實際的開發(fā)應(yīng)用中，需要對它的性能做測試，進而驗證其保持在最高的頻率下，系統(tǒng)能否正常運行。

1. 系統(tǒng)架構(gòu)框圖

2. 系統(tǒng)時鐘樹架構(gòu)

3. 驗證系統(tǒng)時鐘頻率

3.1 原理方案

本文硬件采用的是STM32H723ZGT6開發(fā)板，通過對時鐘輸出引腳MCO2進行配置，用示波器抓取引腳的波形，從波形中驗證時鐘頻率是否達到要求。MCO2可輸出的時鐘源都有SYSCLK、HSE、LLCLK、LL2PCLK、SICLK、SICLK。根據(jù)需求通過HAL_RCC_MCOConfig(RCC_MCO2, RCC_MCO2SOURCE_SYSCLK, RCC_MCODIV_10);函數(shù)進行配置時鐘輸出源以及分頻。

3.2 STM32CubeMX配置時鐘頻率

3.3 MCO2引腳配置

需要注意的是，MCO2引腳的最大輸出速度應(yīng)配置為Very High，否則輸出速度將受到限制。

3.4 示波器抓取引腳波形變化

由于系統(tǒng)時鐘配置的是500MHz，時鐘輸出的是10分頻后的結(jié)果，從圖中可以看到波形正好是主頻10分頻后的波形，即50MHz，所以推斷出系統(tǒng)實際時鐘頻率跟理論時鐘頻率相符。

4. 驗證TIM定時器最高時鐘頻率

官方給出的TIM時鐘源的時鐘頻率理論值為275MHz，為了方便計算，本文配置的系統(tǒng)時鐘頻率為500MHz，分到TIM時鐘頻率的時候為250MHz。也就是說每一個TIM的計數(shù)值為1 s /250 MHz =4ns ，所以，當計數(shù)值為25 count時，TIM的輸出周期100 ns，而當計數(shù)值為26 count時，TIM的輸出周期104 ns，驗證實際輸出的波形可得出TIM的實際時鐘頻率。

4.1 配置TIM工作模式

4.2 代碼修改

開啟定時器輸出比較功能，使其引腳輸出波形。使用函數(shù)接口HAL_TIM_OC_ Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1); 進行開啟。

4.3 示波器抓取引腳波形

當count為25時輸出的波形

當count為26時輸出的波形

4.4 結(jié)論

從上文的波形中可以看出，每個count的時間為4ns，從而得出TIM的實際輸出時鐘頻率為1 s /4 ns =250 MHz 。也就是說每個I/O的引腳響應(yīng)頻率受I/O所在時鐘源的限制，如主頻輸出的時鐘頻率能夠到達500MHz，而TIM的輸出引腳的響應(yīng)頻率能夠到達250MHz。

文章來源：上海凝睿電子科技有限公司西安分公司