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系统定时器

本章规定 Armv8-M 系统定时器规则。

1. 系统定时器，SysTick

在不带 Main Extension 且不带 Security Extensions 的 PE 中，以下之一成立：

  • 未实现任何系统定时器。
  • 实现了一个系统定时器 SysTick。

适用于 Armv8.0-M 及以后架构版本的实现。扩展要求为 - !M && !S。

在不带 Main Extension 但带 Security Extension 的 PE 中，以下之一成立：

  • 未实现任何系统定时器。
  • 实现一个系统定时器 SysTick，由 ICSR.STTNS 决定该 SysTick 归哪个安全状态所有。
  • 实现两个系统定时器：
  • SysTick，Secure 实例。
  • SysTick，Non-secure 实例。

适用于 Armv8.0-M 及以后架构版本的实现。扩展要求为 - !M && S。

在带 Main Extension 但不带 Security Extension 的 PE 中，实现一个系统定时器 SysTick。

适用于 Armv8.0-M 及以后架构版本的实现。扩展要求为 - M && !S。

在带 Main Extension 与 Security Extensions 的 PE 中，实现两个系统定时器：

  • SysTick，Secure 实例。
  • SysTick，Non-secure 实例。

适用于 Armv8.0-M 及以后架构版本的实现。扩展要求为 - M && S。

存在以下 SysTick 寄存器：

  • SysTick 控制与状态寄存器（SysTick Control and Status Register，SYST_CSR）。
  • SysTick 重装载值寄存器（SysTick Reload Value Register，SYST_RVR）。
  • SysTick 当前值寄存器（SysTick Current Value Register，SYST_CVR）。
  • SysTick 校准值寄存器（SysTick Calibration Value Register，SYST_CALIB）。

在带 Security Extension 且每个安全状态都专用一个 SysTick 实例的 PE 中，这些寄存器是分存储体的。

适用于 Armv8.0-M 及以后架构版本的实现。扩展要求为 - ST。

每个已实现的 SysTick 都是一个 24 位、递减、归零回绕、写入清零的计数器：

  • 使能时，计数器从 SYST_CVR 中的值开始递减。到达零时，SYST_CVR 在下一个时钟边沿被重新装载为 SYST_RVR 中保存的值。
  • 读取 SYST_CVR 返回该读访问时刻计数器的值。
  • 计数器到达零时，将 SYST_CSR.COUNTFLAG 置 1。读取 SYST_CSR.COUNTFLAG 会将其清为 0。
  • 对 SYST_CVR 的写入把 SYST_CVR 与 SYST_CSR.COUNTFLAG 都清为 0。随后 SYST_CVR 在下一个时钟边沿被重新装载为 SYST_RVR 中保存的值。

适用于 Armv8.0-M 及以后架构版本的实现。扩展要求为 - ST。

向 SYST_RVR 写入 0 会使 SysTick 在下次归零回绕时被禁用。回绕之后计数器保持为零。即使 SYST_CSR.ENABLE 为 1，也是如此。

适用于 Armv8.0-M 及以后架构版本的实现。扩展要求为 - ST。

对 SYST_CVR 的写入不会引起 SysTick 异常。

适用于 Armv8.0-M 及以后架构版本的实现。扩展要求为 - ST。

将 SYST_CSR.TICKINT 置 1，会使 SysTick 到达零时 SysTick 异常变为挂起。

适用于 Armv8.0-M 及以后架构版本的实现。扩展要求为 - ST。

Arm 建议，在通过 SYST_CSR.ENABLE 使能 SysTick 之前，软件先把所需的计数值写入 SYST_RVR，然后写入 SYST_CVR 以把 SYST_CVR 清为零。

适用于 Armv8.0-M 及以后架构版本的实现。扩展要求为 - ST。

软件可以选择使用 SYST_CALIB.TENMS，在计数器的动态范围内把计数器换算到其他时钟频率。

适用于 Armv8.0-M 及以后架构版本的实现。扩展要求为 - ST。

当 PE 在调试状态下停机时，任何已实现的 SysTick 都不递减。

适用于 Armv8.0-M 及以后架构版本的实现。扩展要求为 - ST && HDBG。

每个已实现的 SysTick 都由一个参考时钟驱动，即 PE 时钟或外部系统时钟。使用哪一个时钟作为外部参考时钟是 IMPLEMENTATION DEFINED 的。Arm 建议，若使用外部系统时钟，则应记录 PE 时钟与外部时钟之间的关系，以便在计算系统时序时把亚稳态、时钟偏移与抖动考虑在内。

适用于 Armv8.0-M 及以后架构版本的实现。扩展要求为 - ST。