你见过的MCU最高GPIO翻转频率是多少？
内容提要
本文测试了i.MXRT1010上普通GPIO和高速GPIO的极限翻转频率，并讨论了系统时钟配置的影响。通过选择合适的测试板卡和测试点，并修改测试代码，得到了不同配置下的翻转频率结果。最终得出了普通GPIO和高速GPIO的极限翻转频率，并总结了测试结果。
延伸解读
普通GPIO与高速GPIO的时钟源差异
普通GPIO的时钟源是IPG Bus，而高速GPIO的时钟源是AHB Bus。在i.MXRT1010上，IPG Bus最高仅支持150MHz，且只能从AHB/Core时钟分频得到。因此，当AHB/Core为500MHz时，IPG最高只能到125MHz（四分频），导致普通GPIO翻转频率受限；而高速GPIO直接使用AHB时钟，可达更高频率。这解释了为何高速GPIO极限翻转频率远高于普通GPIO。
翻转方法对极限频率的影响
测试了三种GPIO翻转方法：异或GPIO->DR、直接写入GPIO->DR和置位GPIO->DR_TOGGLE。在极限频率下，异或操作因需LDR回读、EOR异或、STR写入三条指令，耗时较长，翻转频率较低；而直接写入和置位TOGGLE均只需一条STR指令，翻转频率最高可达250MHz。因此，追求极限性能时应优先使用置位TOGGLE或直接写入方法。
PAD配置与波形幅值的关系
测试中将PAD配置为200MHz运行频率，但实际翻转频率可超过200MHz（如250MHz）。此时波形频率值不受影响，但电压幅值响应表现无法保证，实测波形从标准方波变为减半幅值的正弦波。这表明PAD的运行频率配置并不限制最终输出翻转频率，只影响高频下的波形质量。
插入DSB指令的显著影响
在500MHz AHB/Core时钟下，高速GPIO翻转代码中插入DSB指令后，翻转频率从250MHz骤降至35.8MHz。这是因为DSB指令强制等待所有先前内存访问完成，而GPIO寄存器写入速度远低于CPU执行速度，导致CPU频繁等待，极大降低了翻转效率。这提醒在涉及GPIO回读的场景中需权衡同步与性能。
Q&A
i.MXRT1010上普通GPIO和高速GPIO的极限翻转频率分别是多少？
普通GPIO最大翻转频率为20.614MHz，高速GPIO最大翻转频率为250MHz。
为什么高速GPIO的翻转频率比普通GPIO高很多？
因为普通GPIO的时钟源是IPG Bus，而高速GPIO的时钟源是AHB Bus，AHB Bus频率更高，因此高速GPIO能达到更高的翻转频率。
在i.MXRT1010上，哪种GPIO翻转方法能达到最高频率？
使用置位GPIO->DR_TOGGLE寄存器的方法可获得最佳I/O翻转性能，高速GPIO下可达250MHz。
PAD配置的运行频率对GPIO翻转频率有什么影响？
PAD配置的运行频率并不限制最终输出翻转频率，但会影响波形幅值响应表现。超过设置频率后，波形频率值不受影响，但电压幅值响应不能保证。
在高速GPIO翻转代码中插入DSB指令会有什么影响？
在500MHz AHB/Core时钟频率下，插入DSB指令后，高速GPIO翻转频率从250MHz降至35.8MHz，显著降低。
测试i.MXRT1010 GPIO翻转频率时使用了什么开发板和引脚？
使用了恩智浦官方的MIMXRT1010-EVK开发板，测试引脚为GPIO_11（可配置为普通GPIO或高速GPIO）。
