在嵌入式系统设计中，尤其是在模拟非标准通信时序（如红外、WS2812B灯带等）的应用场景下，微控制器(MCU)的GPIO翻转速度是决定其控制精度的关键性能指标。极海新近推出的APM32F402与APM32E030两款经济适用型MCU，以其优异的性价比获得了市场的广泛关注。本文将聚焦于其IO端口极限操作速度的实测分析，为选型提供数据参考。
 

　　要准确评估IO翻转能力，核心在于排除一切非必要指令开销，直接测量电平变化的最小时间间隔。为此，我们首先了解两款芯片的基础性能参数：

　　APM32F402系列：搭载Arm®Cortex®-M4F内核，最高工作主频达120MHz，具备较高的运算效率和处理性能。

　　APM32E030系列：采用Arm®Cortex®-M0+内核，最高工作主频为72MHz，以高性价比和低功耗为主要特点。
 

　　一、APM32E030极限速度测试

　　为逼近IO翻转的理论极限，测试代码需遵循以下原则：

　　采用寄存器级直接操作：摒弃硬件抽象层(HAL)或标准库等封装函数，直接读写GPIO输出数据寄存器(ODR或BSRR)，以消除函数调用带来的额外周期消耗。

　　消除循环判断开销：若使用循环结构执行多次翻转，其间的跳转与条件判断指令会显著拉低平均翻转频率。为实现最精确的测量，我们将单次翻转的汇编指令进行多次物理复制，确保测试波形由连续、无间隔的IO操作指令产生。

　　二、APM32F402的极限速度测试

　　APM32F402的测试代码和APM32E030大相径庭，注意：需改一下GPIO的初始化配置；BR寄存器改为BC。

　　三、测试结果

　　以下为了方便对比，统一把编译优化等级设置为最高O3，APM32下载程序到开发板执行，用示波器观察测量频率：

　　APM32E030以72M主频执行，根据测试波形，可看出翻转频率约为17.99MHz：

　　APM32F402以72M主频执行，根据测试波形，可看出翻转频率约为18.12MHz：

　　APM32F402以120M主频执行，根据测试波形，可看出翻转频率约为30.12MHz：

　　总结：若在相同主频下Cortex-M0的APM32E030的IO翻转速度和Cortex-M4的APM32F402差不多，得益于更高的主频，APM32F402RB的IO翻转速度达到了30M。如需了解更多，极海代理商联科芯微电子将竭诚为您提供提供极海全系列开发资料。联系电话：15994707769，LEO WANG。