Cortex-M中特别实用的DWT计数器
内容提要
DWT（Data Watchpoint and Trace）是Cortex-M处理器中用于系统调试和跟踪的外设。它包含一些可用于性能分析的剩余计数器，其中最常用的是CYCCNT寄存器来测量任务执行所需的周期数。使用DWT可以方便地进行性能分析和调试，优化代码和系统性能。使用DWT的步骤是先使能DWT外设，清零CYCCNT寄存器，然后使能CYCCNT寄存器。
延伸解读
CYCCNT的精度与溢出限制
CYCCNT是一个32位向上计数器，记录内核时钟周期数。以72MHz内核时钟为例，其精度约为14纳秒，足以覆盖微秒级的程序运行时间测量。但计数器最长只能记录约59.65秒，之后会溢出清零并重新开始计数。因此，在测量长时间任务时，需注意溢出问题，或通过多次读取并处理差值来扩展测量范围。
使能DWT的三个关键寄存器
使用DWT的CYCCNT功能需操作三个寄存器：首先通过DEMCR寄存器的位24使能DWT外设，然后向DWT_CYCCNT地址写入0清零计数器，最后将DWT控制寄存器的位0（CYCCNTENA）写1以启动计数。顺序不能颠倒，且清零必须在使能CYCCNT之前完成，否则可能影响计数准确性。
代码示例中的潜在问题
文章提供的示例代码中，stop_timer函数使用“*DWT_CONTROL = *DWT_CONTROL | 0”来停止计数器，但按位或0并不会改变寄存器值，因此无法真正停止计数。正确做法应是清除CYCCNTENA位（如与~1进行按位与）。读者在参考示例时需留意此类细节，避免调试时出现意外行为。
Q&A
Cortex-M中的DWT是什么？主要用来做什么？
DWT（Data Watchpoint and Trace）是Cortex-M处理器中用于系统调试和跟踪的外设。它包含一些可用于性能分析的计数器，最常用的是CYCCNT寄存器，用于测量任务执行所需的周期数，方便进行性能分析和调试，优化代码和系统性能。
CYCCNT寄存器有什么特点？计数精度和最大记录时间是多少？
CYCCNT是一个32位的向上计数器，记录内核时钟运行的周期数，精度非常高。例如内核时钟为72MHz时，精度为1/72M≈14ns。最大记录时间为2的32次方/72000000≈59.65秒，溢出后会清零重新开始计数。
使用DWT的CYCCNT需要操作哪些寄存器？各自的作用是什么？
需要操作三个寄存器：DEMCR（地址0xE000EDFC）的位24用于使能DWT外设；DWT_CYCCNT（地址0xE0001004）用于存储周期计数值，使用前需清零；DWT_CTRL（地址0xE0001000）的位0（CYCCNTENA）用于使能CYCCNT计数器。
如何一步步启用DWT的CYCCNT计数器？
步骤为：1. 使能DWT外设，向DEMCR寄存器的位24写1；2. 将DWT_CYCCNT寄存器清零（向地址0xE0001004写0）；3. 使能CYCCNT计数器，向DWT_CTRL寄存器的位0（CYCCNTENA）写1。
能否提供一个使用DWT测量代码执行周期的简单示例？
可以。示例代码：先调用reset_timer()使能DWT并清零CYCCNT；然后start_timer()启动计数；执行待测函数；stop_timer()停止计数；最后通过getCycles()读取CYCCNT值得到周期数。也可在测量前后读取计数值并相减得到差值。
CYCCNT计数器溢出后会怎样？如何计算最大记录时间？
CYCCNT溢出后会清零并重新开始向上计数。最大记录时间计算公式为2的32次方除以内核时钟频率。例如72MHz时钟下，最大记录时间约为59.65秒。
