确定三重嵌套延迟循环的运行时间

Question

确定以下子例程的运行时间（以纳秒为单位）：

delay:
        push r22
        ldi r20, 0x40
del1:   nop
        ldi r21, 0xFF
del2:   nop
        ldi r22, 0xFF
del3:   nop
        dec r22
        brne del3
        dec r21
        brne del2
        dec r20
        brne del1
        pop r22
        ret

这是我的工作：

Inner loop = 1 + 254(1 + 3) + (1 + 2) = 1020
Middle loop = 1 + 254(1020 + 1 + 3) + (1020 + 1 + 2) = 261 120
Outer loop = 1 + 63(261120 + 1 + 3) + (261120 + 1 + 2) = 16 711 936
Total cycles = 16 711 936 + 2 (push) + 1 (ldi) + 2 (pop) + 4 (ret)
             = 16 711 945

只回答周期数很好，但如果需要，微控制器就是ATMega 2560。

Answer 1

这是正确的答案：

Inner loop = 1 + 254(1 + 3) + (1 + 2) = 1020
Middle loop = 1 + 254(1020 + 1 + 3) + (1020 + 1 + 2) = 261 120
Outer loop = 1 + 63(261120 + 1 + 3) + (261120 + 1 + 2) = 16 711 936
Total cycles = 16 711 936 + 2 (push) + 1 (ldi) + 2 (pop) + 4 (ret)
             = 16 711 945

公式是ldi + (n-1) * (body + ldi + brne_true) + (body + ldi + brne_false)

• ldi = 1个周期
• 如果为真，则brne = 2个周期，如果为假，则为1个周期
• dec = 1个周期
• nop = 1个周期
• 推= 2个周期
• pop = 2个周期
• 对= 4个周期

内循环的主体是1 nop指令，我们知道ldi和brne的循环是3，然后是最后一次迭代的循环。

中间循环的主体是1 nop指令+内循环的结果。

最外层循环的主体1 nop指令+中间循环的结果。

然后总循环=外循环周期+ push + ldi + pop + ret。

要获得总时间，请以赫兹为单位将时钟周期除以时钟速度。

Total time = 16711945 / 16000000 = 1.044 seconds or 1044496562.5 nanoseconds

Answer 2

只需在模拟器中测试您的假设！

一些提示：

1. 在外部循环中，它不是加载到计数器变量中的0xFF
2. 0xFF不是254，而是255
3. 不要忘记计算返回周期

顺便说一下......你还应该推r21和r20 ......