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，文中提出了一種關于I/O響應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并輸出波形，從示波器顯示的波形結果來看，驗證結果表明I/O響應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，隨著科學技術的不斷創(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活動和社會活動產生了極其重要的影響，它的應用領域從最初的軍事科研應用擴展到社會的各個領域，從而帶動了全球范圍的技術進步，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、質量輕、價格便宜的嵌入式計算機，它的應用領域也十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統(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)架構框圖

2. 系統(tǒng)時鐘樹架構

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