揭秘單片機調試利器值之DWT跟蹤組件

DWT跟蹤組件

跟蹤組件：數據觀察點與跟蹤(DWT)

DWT 中有剩余的計數器，它們典型地用于程序代碼的“性能速寫”（profiling）。通過編程它們，就可以讓它們在計數器溢出時發出事件（以跟蹤數據包的形式）。

最典型地，就是使用 CYCCNT寄存器來測量執行某個任務所花的周期數，這也可以用作時間基準相關的目的（操作系統中統計 CPU使用率可以用到它）。

Cortex-M中的DWT

在Cortex-M里面有一個外設叫DWT(Data Watchpoint and Trace)，是用于系統調試及跟蹤。

它有一個32位的寄存器叫CYCCNT，它是一個向上的計數器，記錄的是內核時鐘運行的個數，內核時鐘跳動一次，該計數器就加1，精度非常高，如果內核時鐘是72M，那精度就是1/72M = 14ns，而程序的運行時間都是微秒級別的，所以14ns的精度是遠遠夠的。

最長能記錄的時間為：59.65s。計算方法為2的32次方/72000000。

當CYCCNT溢出之后，會清0重新開始向上計數。

使用方法

要實現延時的功能，總共涉及到三個寄存器：DEMCR 、DWT_CTRL、DWT_CYCCNT，分別用于開啟DWT功能、開啟CYCCNT及獲得系統時鐘計數值。

DEMCR

想要使能DWT外設，需要由另外的內核調試寄存器DEMCR的位24控制，寫1使能（劃重點啦，要考試?。。?。DEMCR的地址是0xE000 EDFC

關于DWT_CYCCNT

使能DWT_CYCCNT寄存器之前，先清0。讓我們看看DWT_CYCCNT的基地址，從ARM-Cortex-M手冊中可以看到其基地址是0xE000 1004，復位默認值是0，而且它的類型是可讀可寫的，我們往0xE000 1004這個地址寫0就將DWT_CYCCNT清0了。

關于CYCCNTENA

CYCCNTENA Enable the CYCCNT counter. If not enabled, the counter does not count and no event is generated for PS sampling or CYCCNTENA. In normal use, the debugger must initialize the CYCCNT counter to 0.?

它是DWT控制寄存器的第一位，寫1使能，則啟用CYCCNT計數器，否則CYCCNT計數器將不會工作。

綜上所述

想要使用DWT的CYCCNT步驟：

先使能DWT外設，這個由另外內核調試寄存器DEMCR的位24控制，寫1使能

使能CYCCNT寄存器之前，先清0。

使能CYCCNT寄存器，這個由DWT的CYCCNTENA 控制，也就是DWT控制寄存器的位0控制，寫1使能

寄存器定義：

//0xE000EDFC?DEMCR?RW?Debug?Exception?and?Monitor?Control?Register.??
//使能DWT模塊的功能位
#define?DEMCR???????????(?*(unsigned?int?*)0xE000EDFC?)??
#define?TRCENA??????????(?0x01?<

	用法示例：
vvolatile?unsigned?int?*DWT_CYCCNT??;
volatile?unsigned?int?*DWT_CONTROL?;
volatile?unsigned?int?*SCB_DEMCR???;
?
void?reset_timer(){
????DWT_CYCCNT???=?(int?*)0xE0001004;?//address?of?the?register
????DWT_CONTROL??=?(int?*)0xE0001000;?//address?of?the?register
????SCB_DEMCR????=?(int?*)0xE000EDFC;?//address?of?the?register
????*SCB_DEMCR???=?*SCB_DEMCR?|?0x01000000;
????*DWT_CYCCNT??=?0;?//?reset?the?counter
????*DWT_CONTROL?=?0;?
}
?
void?start_timer(){
????*DWT_CONTROL?=?*DWT_CONTROL?|?1?;?//?enable?the?counter
}
?
void?stop_timer(){
????*DWT_CONTROL?=?*DWT_CONTROL?|?0?;?//?disable?the?counter????
}
?
unsigned?int?getCycles(){
????return?*DWT_CYCCNT;
}
?
main(){
????....
????reset_timer();?//reset?timer
????start_timer();?//start?timer
????//Code?to?profile
????...
????myFunction();
????...
????stop_timer();?//stop?timer
????numCycles?=?getCycles();?//read?number?of?cycles?
????...
}


	示例2：
#define?start_timer()????*((volatile?uint32_t*)0xE0001000)?=?0x40000001??//?Enable?CYCCNT?register
#define?stop_timer()???*((volatile?uint32_t*)0xE0001000)?=?0x40000000??//?Disable?CYCCNT?register
#define?get_timer()???*((volatile?uint32_t*)0xE0001004)???????????????//?Get?value?from?CYCCNT?register
?
/***********
*?How?to?use:
*???????uint32_t?it1,?it2;??????//?start?and?stop?flag????????????????????????????????????????????
????????start_timer();??????????//?start?the?timer.
????????it1?=?get_timer();??????//?store?current?cycle-count?in?a?local
????????//?do?something
????????it2?=?get_timer()?-?it1;????//?Derive?the?cycle-count?difference
????????stop_timer();???????????????//?If?timer?is?not?needed?any?more,?stop
print_int(it2);?????????????????//?Display?the?difference
****/


	示例3：
#define??DWT_CR??????*(uint32_t?*)0xE0001000
?
#define??DWT_CYCCNT??*(uint32_t?*)0xE0001004
?
#define??DEM_CR??????*(uint32_t?*)0xE000EDFC
?
#define??DEM_CR_TRCENA??????????????????(1?<

	審核編輯：黃飛

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