关于ST库函数的代码性能对比

6 N/ N  A  D* u" D

前言
- b- D) _' K) U( t0 yST已经推出了三种库函数，用以方便客户快速开发STM32系列的MCU。从最早的标准外设驱动库，到后来的Cube HAL，再到 Cube LL，还有直接写寄存器。这几种库的代码效率到底如何呢？本文将针对这个问题进行分析和对比，最后提供对比数据供大家参考。

问题分析

我们以GPIO翻转、TIM PWM 输出、ADC DMA 数据采集和DMA M2M这四个常用功能，通过不同的库函数来实现，最终来对比各个库函数的性能。四个工程代码的内容简述如下：
GPIO翻转：切换GPIO的输出电平，其中包含了系统时钟初始化和GPIO翻转的代码。
  J6 k5 I0 O8 LTIM PWM输出：通过TIM1 的通道1输出频率是36KHz的PWM，循环修改其占空比从25%到50%，其中包含了系统时钟初始化、TIM1的初始化和切换占空比的代码。
ADC DMA数据采集：通过ADC的模拟通道1，采集100次ADC的结果，并使用DMA传输到到用户缓冲区，其中包含了系统时钟初始化、ADC初始化和DMA的初始化的代码。
DMA M2M:使用DMA1的通道1，从Flash中传输100字节的数据到片内的SRAM中。其中包含了系统时钟的初始化和DMA的初始化代码。
主要对比三个参数：Flash 占用量、SRAM占用量和执行代码的效率。
Flash和SRAM的占用量可以通过查看IAR生成的*.map文件了解到。

; r5 L, t- G$ _1 c6 O6 y9 A& z! ]在*.map文件中，会有如上图的内容，其中的readonly code memory加上readonly data memory的和，就是Flash的占用量。而Readwrite data memory的大小即为SRAM的占用量。那么上图所示的Flash占用量即为3204=3174+30，SRAM占用量即为1032。因用户堆（Cstack）我们设置的为1024，所以真正应用代码所占用的SRAM量为8=1032-1024.
6 @" q4 k& Y) B: m; U* C代码的运行效率部分，我们是通过IAR提供的内核运行周期数（CYCLECONTER）来计算的。在功能函数的开始处和结束处分别设置断点，两次内核运行周期数的差值，就是此处代码的运行周期。

测试硬件选用了Nucleo-F302评估板。
$ v, L+ S  j+ M: a软件环境和库函数详情如下：
    • IAR V7.60
    • Optimizations Level High (Size)
    • STM32CubeMX V4.17
    • Create Project with Copy the necessary library files
    • STM32CubeF3 V1.60
    • STM32F30x_DSP_StdPeriph_Lib_V1.2.3
    • STM32F3xx CMSIS V2.3.0
, q+ h9 b$ @! h6 \$ [测试结果如下：

总结：

总体来看，代码效率与移植性成反比的规律是明显的。但与Cube HAL相比， Cube LL的效率优势还是很明显的，几乎和直接写寄存器的效率相差无几。而且目前STM32cubeMX已经开始支持直接生成使用Cube LL的工程，对于以后追求效率的开发应用人员来说，非常值得推荐给大家使用。

; V8 V" z7 u0 L" d. t& k

STM32库函数性能对比.pdf (240.74 KB, 下载次数: 66)

2016-11-18 16:17 上传

点击文件名下载附件

更多实战经验

0 a; D( m$ e6 L' l; V; e, Q# Z

" p* ]% T3 N1 b6 E$ N

HAL库对于F0以及L系列的STM32芯片来说太臃肿了，正是如此ST就推出了Cube LL，但它并不是覆盖了所有系列，目前我在L4下的Cube库下有看到Cube LL的示例代码，Cube LL可以与HAL的混合写，但不能与标准库混合。今年ST的Roadshow上有介绍这三种库，对比大概如下：
' p$ h: z' k2 M, z8 |移植性对比：

3 {& U7 O- f4 f3 }1 l- h; N

xhzheng 发表于 2016-12-16 14:58
( h. a3 h7 Z* C1 V7 ]' `  [Cube HAL怎么办啊；

按我的理解，Cube HAL还是主流，Cube LL是Cube HAL的有效补充,并不是说在小容量MCU上HAL就不能用，而是说，根据实际项目需求适不适合的问题。Cube HAL依然是ST的主流。

谢谢分享                                       

请问此类文有没有出处？

Cube LL是什么？

给力

学习一下

学习一下

“目前STM32cubeMX已经开始支持直接生成使用Cube LL的工程”这个我这么没看到呢？求楼主示范一下怎么操作

2 V8 ]0 o$ g6 Z8 o* S2 P% W, n
第一次听到CUBE LL。
HAL库会不会被放弃？
---------------------------------
搜了下，还发现了个STM32Snippets，这又是个啥？
, A: |& n/ y- V: n$ R. t" j

感谢分享！

Cube HAL还没搞明白呢，有出了个Cube LL??

9 y, m" R$ i4 {, i请问此类文有没有出处？

,谢谢楼主，支持分享

学习 学习

学习了，还是挺有道理的

建议楼主再普及一下各类库的基础知识。