MSP430 Timing: Was laeuft hier falsch?

[Markus (Gast)]

Hallo,

Fuer Testzwecke moechte ich einfach einen String von 1 und 0 auf einem 
I/O Port meines MSP430 ausgeben. Jedes Bit soll 10us lang sein.

Zuerst setze ich die clock frequency auf 16 MHz:

    DIRECT_SET_BIT(CSCTL0_H, CSKEY >> 8);
    DIRECT_SET_BIT(CSCTL1, DCOFSEL_4 | DCORSEL);
    DIRECT_SET_BIT(CSCTL2, SELA__LFXTCLK | SELS__DCOCLK | SELM__DCOCLK);
    DIRECT_SET_BIT(CSCTL3, DIVA__1 | DIVS__1 | DIVM__1); 
    CLR_BIT(CSCTL6, MODCLKREQEN | SMCLKREQEN | MCLKREQEN);
    SET_BIT(CSCTL6, ACLKREQEN);

Danach setze ich meinen I/O port auf Ausgang und definiere statisch 
bits:

#define BIT_0 CLR_BIT(PIN_TX_OUT, PIN_TX);\
        NOPx40;\
        NOPx40;\
        NOPx40;\
        NOPx35;

#define BIT_1 SET_BIT(PIN_TX_OUT, PIN_TX);\
        NOPx40;\
        NOPx40;\
        NOPx40;\
        NOPx35;

SET_BIT(PIN_TX_DIR, PIN_TX);

Die NOP Makros sind einfach rekursiv definiert mit:

#define NOP __asm("NOP")
#define NOPx2\
        NOP;\
        NOP;
#define NOPx4\
        NOPx2;\
        NOPx2;
#define NOPx6\
        NOPx5;\
        NOP;
// etc.

Schliesslich gebe ich 16x Einser aus mit 15 Nuller dazwischen:

BIT_1;BIT_0;BIT_1;BIT_0;BIT_1;BIT_0;BIT_1;BIT_0;
BIT_1;BIT_0;BIT_1;BIT_0;BIT_1;BIT_0;BIT_1;BIT_0;
BIT_1;BIT_0;BIT_1;BIT_0;BIT_1;BIT_0;BIT_1;BIT_0;
BIT_1;BIT_0;BIT_1;BIT_0;BIT_1;BIT_0;BIT_1;BIT_0;

Das uebersetzt 1:1 in Assembler. Der Portzugriff BIS.B<->#-128, &PAOUT_H 
und AND.B<->#127, &PAOUT_H hat lt. Handbuch 5 Cycles. 10us mit 16MHz 
sind 160 Cycles. Deswegen habe ich 3x40 und 1x35 NOPs hinzugefuegt. Denn 
ein NOP sollte einen Cycle benoetigen oder? Also muessten die Bits nach 
meinem Verstaendnis mit exakt 10us Laenge ausgegeben werden.

Laut Messungen ist der Block vom ersten zum letzten 1 (also 31 bits) 
aber 388.15us lang, d.h. pro bit 12.51us.

Wo mache ich den Fehler?

[Roland E. (roland0815)]

Lies nach:
Was sind Makros.
Schaue dir mal deinen Assembler im Debug an.

Sprungoperationen vergessen?

[Peter D. (peda)]

Diese ganze NOPperei kannst Du Dir sparen mit dem __delay_cycles() 
Macro.

Nimm besser einen Timer. Dann hast Du zwar einen Jitter, aber keine 
Fehlerakkumulation.

[Markus (Gast)]

Hi Roland,

> Lies nach:
> Was sind Makros.
> Schaue dir mal deinen Assembler im Debug an.
> Sprungoperationen vergessen?

Done. Wie geschrieben "Das uebersetzt 1:1 in Assembler." --> gecheckt. 
Es gibt keine Sprungoperationen. etc.

> Diese ganze NOPperei kannst Du Dir sparen mit dem __delay_cycles()
> Macro.

Super, das ist echt besser.
Allerdings loest es mein Problem nicht. Mit trial and error habe ich nun 
gefunden dass ich __delay_cycles(150) nehmen muss. Das sollten 
150/16e6=9.375us sein. Fuer 10us fehlen also 625ns, also 10 Cycles.

Hier nochmal als Referenz der Assembler code:

 215                            ; Begin 150 cycle delay
 216 0104 0D14                  PUSHM.A #1,r13
 217 0106 3D40 2E00             MOV.W   #46, r13
 218 010a 1D83          1:      SUB.W   #1, r13
 219 010c 0020                  JNE     1b
 220 010e 0D16                  POPM.A  #1,r13
 221 0110 003C                  JMP     .+2
 222                            ; End 150 cycle delay
 223                            .loc 1 110 20
 224                            .loc 1 110 21
 225 0112 F2D0 80FF             BIS.B   #-128, &PAOUT_H
 225      0000
 226                            .loc 1 110 21
 227                            ; Begin 150 cycle delay
 228 0118 0D14                  PUSHM.A #1,r13
 229 011a 3D40 2E00             MOV.W   #46, r13
 230 011e 1D83          1:      SUB.W   #1, r13
 231 0120 0020                  JNE     1b
 232 0122 0D16                  POPM.A  #1,r13
 233 0124 003C                  JMP     .+2
 234                            ; End 150 cycle delay
 235                            .loc 1 110 26
 236                            .loc 1 110 27
 237 0126 F2F0 7F00             AND.B   #127, &PAOUT_H
 237      0000
 238                            .loc 1 110 27

Kann es sein, dass "BIS.B   #-128, &PAOUT_H" und "AND.B   #127, 
&PAOUT_H" 10 Cycles statt 5 benoetigen?? Falls sein, woher koennten die 
fehlenden 5 Cycles kommen?

> Nimm besser einen Timer. Dann hast Du zwar einen Jitter, aber keine
> Fehlerakkumulation.

Gut dass du das sagst, denn genau den moechte ich debuggen!! ;-)

Derzeit verwende ich den Timer, habe aber das Problem dass irgendwas mit 
dem Timing nicht stimmt. An der (nicht-MSP) Empfangsseite sample ich das 
Signal 50x und mache einen Matched Filter und downsample. Allerdings 
sind die Bitzeiten nicht deterministisch. Das ist mein eigentliches 
Problem und ich werde dazu wahrscheinlich einen neuen Thread starten 
wenn ich mehr dazu weiss.

Fuer jetzt moechte ich eigentlich mit "first principles" so einfach wie 
moeglich das richtige Timing hinbekommen