Помогите понять время выполнения AVR

Это плохой подход. В идеале вы должны измерить очень большое количество команд NOP — скажем, один миллион — вместо одной. Я думаю, что это первая глупость, которую я могу найти. Я не очень удивлюсь, если ваш номер изменится сразу после того, как вы внесете это изменение.

Кроме того, можете ли вы просмотреть дизассемблирование вашего кода C? Я бы даже не пытался судить о времени, не увидев, какой именно ассемблерный код был сгенерирован из моего кода C. Я бы попытался работать в обратном направлении от сборки, чтобы рассчитать, каким должно быть время выполнения (с помощью руководства по набору инструкций, которое вы нашли). Таким образом, вы можете увидеть, немного или сильно отличается измерение прицела. Немного может означать, что вы сделали математическую ошибку. Многое может означать, что одно из ваших предположений неверно.

Некоторое время назад я проверил различные настройки часов ATtiny45 с помощью приведенного ниже кода C. Хотя цикл while не идеален, процедуры задержки довольно хорошо оптимизированы с помощью библиотек avr-gcc. Я называю программу «1kHz.cpp». Проверьте таблицу данных, какой именно контакт выводит блочную волну.

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

int main(void)
{
  DDRB = 0x10;
  PORTB = 0x00;

  while (1)
  {
    PORTB = 0x00; _delay_us(500);  // pin low, then wait
    PORTB = 0x10; _delay_us(500);  // pin high, then wait
  }
}

Хитрость с часами заключается в том, чтобы скомпилировать код с правильной настройкой часов. В Linux это выглядит так, но в Windows должно быть примерно так же. Как вы видите, ATtiny45 имеет заводскую частоту 1 МГц по умолчанию.

freq=8000000/8
baud=19200
src=1kHz.cpp
avr=attiny45
port=/dev/ttyUSB1

# Compile
avr-gcc -g -DF_CPU=$freq -Wall -Os -mmcu=$avr -c -o tmp.o $src
# Link
avr-gcc -g -DF_CPU=$freq -Wall -Os -mmcu=$avr -o tmp.elf tmp.o
# Convert to Intel .hex (required for my programmer)
avr-objcopy -j .text -j .data -O ihex tmp.elf tmp.hex
# Program the device
avrdude -p $avr -c stk500v1 -P $port -b $baud -v -U flash:w:tmp.hex

Кстати, эксперименты с настройкой часов могут привести к поломке вашего устройства, поэтому будьте осторожны, какие предохранители вы устанавливаете/сбрасываете. Разблокировку можно выполнить только с помощью высоковольтного программатора (который можно сделать с помощью запасного Arduino).

Если вы проводите временной анализ на уровне отдельных инструкций, вы обязательно должны смотреть на дизассемблирование вашей программы или в первую очередь писать ее на ассемблере. Затем вы можете указать точную продолжительность из таблицы данных, подсчитав циклы для каждой инструкции:

Однако, если вы просто хотите проверить правильность основной тактовой частоты, есть более простое решение: просто сгенерируйте низкочастотный выход. (от 0,1 Гц до нескольких кГц, в зависимости от того, что вы используете для измерения, мигающего светодиода и секундомера может быть достаточно.) Вы можете использовать для этого один из 16-битных таймеров или просто использовать цикл с длинным временем занятости. подождите, напр _delay_us(). Время, потраченное на прыжки петли, будет пренебрежимо мало.