stm32plus-GPIO　-　STM32

stm32plusを使う　-　STM32

GPIO †

解説 †

stm32plusでは，各ペリフェラルに対してFeature(特徴)をオプションとして渡して初期化することで，コード量の省略と実行時処理の削減を実現している．

GpioPortクラス †

GpioPort<uint32_t TPortAddress,class... Features> : public GpioPortBase,public Features...

uint32_t TPortAddress

class... Features

GpioX †

GpioC<DefaultDigitalOutputFeature<8> > pc;

このコードでは，GpioCのテンプレートにDefaultDigitalOutputFeature<8>というFeatureを渡してGpioCの実体pcを生成している．

GpioPorts.hによると，

template<class... Features> using GpioC=GpioPort<GPIOC_BASE,Features...>;

とあり，GpioCはGpioPortを特殊化したものであるということがわかる．

Feature †

Default*Featureは，それぞれのFeatureのデフォルト値を入れたテンプレートになっている．

AlternateFunctionFeature †

• F1

  AlternateFunctionFeature<GPIOSpeed_TypeDef TSpeed,GpioOutputType TOutputType,uint8_t... TPins> : public Gpio
  引数	デフォルト値	説明
  GPIOSpeed_TypeDef TSpeed	GPIO_Speed_50MHz	GPIOのスピード GPIO_Speed_50MHz,GPIO_Speed_100MHz
  Gpio::GpioOutputType TOutputType	Gpio::PUSH_PULL	GPIOのアウトプットタイプ Gpio::PUSH_PULL,Gpio::OPEN_DRAIN
  uint8_t... TPins	-	設定するピンの番号(複数可) 数値　0〜15

  複数のAFIOが割り当たっているピンの機能の選択は，StdPeriphLib同様にリマップ関数を使うはず（要検証）．
• F4

  AlternateFunctionFeature<uint8_t TAfSelection,GPIOSpeed_TypeDef TSpeed,GpioOutputType TOutputType,GpioPullUpDownType TPullUpDownType,uint8_t... TPins> : public Gpio
  引数	デフォルト値	説明
  uint8_t... TAfSelection	-	設定するAFIOの種類 GPIO_AF_TIM1〜5,GPIO_AF_TIM8〜14,GPIO_AF_I2C1〜3,GPIO_AF_SPI1〜3,GPIO_AF_USART1〜3,GPIO_AF_UART4〜5,GPIO_AF_USART6,GPIO_AF_FSMC,GPIO_AF_SDIO
  GPIOSpeed_TypeDef TSpeed	GPIO_Speed_50MHz	GPIOのスピード GPIO_Speed_50MHz,GPIO_Speed_100MHz
  Gpio::GpioOutputType TOutputType	Gpio::PUSH_PULL	GPIOのアウトプットタイプ Gpio::PUSH_PULL,Gpio::OPEN_DRAIN
  Gpio::GpioPullUpDownType TPullUpDownType	Gpio::PUPD_NONE	プルアップ/ダウンの設定 Gpio::PUPD_NONE,Gpio::PUPD_UP,Gpio::PUPD_DOWN
  uint8_t... TPins	-	設定するピンの番号(複数可) 数値　0〜15

AnalogInputFeature †

AnalogInputFeature<uint8_t... TPins> : public Gpio

uint8_t... TPins

DigitalInputFeature †

DigitalInputFeature<GPIOSpeed_TypeDef TSpeed,GpioPullUpDownType TPullUpDownType,uint8_t... TPins> : public Gpio

GPIOSpeed_TypeDef TSpeed

GPIO_Speed_50MHz

Gpio::GpioPullUpDownType TPullUpDownType

Gpio::PUPD_NONE

uint8_t... TPins

DigitalOutputFeature †

DigitalOutputFeature<GPIOSpeed_TypeDef TSpeed,GpioOutputType TOutputType,GpioPullUpDownType TPullUpDownType,uint8_t... TPins> : public Gpio

GPIOSpeed_TypeDef TSpeed

GPIO_Speed_50MHz

Gpio::GpioOutputType TOutputType

Gpio::PUSH_PULL

Gpio::GpioPullUpDownType TPullUpDownType

Gpio::PUPD_NONE

uint8_t... TPins

細かいお話 †

Featureの全てに共通する

uint8_t... TPins

だが，stm32plusを使う　-　STM32#ld75c0c1でも述べたように，複数のピンをカンマ区切りで指定して，例えば

GpioC<DefaultDigitalOutputFeature<0,2,3> > pc;

のように扱うことができる．
これは，可変長の引数をコンパイル時に再帰的に処理するというテンプレートメタプログラミング(TMP)の，稀に見る実用例である．

例えば，最も単純なAnalogInputFeatureを例にとってコンストラクタを見ると，

AnalogInputFeature(GpioPortBase& port) : Gpio(port) {
  uint32_t pins;
  // recurse to get the pin mask
  pins=0;
  GpioPinMerge<TPins...>(pins);
  // do the initialisation
  initialise(pins);
}

となっており，更に親クラスであるGpioのコードをたどるためにGpio.hを読むと，

namespace  {
  template<uint8_t TPin>
  void GpioPinMerge(uint32_t& pins) {
    pins|=1 << TPin;
  }
  template<uint8_t First,uint8_t Next,uint8_t... Rest>
  void GpioPinMerge(uint32_t& pins) {
    pins|=1 << First;
    GpioPinMerge<Next,Rest...>(pins);
  }
}

というコードが見つかる．

この，GpioPinMergeなるテンプレート関数がコンパイル時に再帰的に処理され，ピン番号の列を16bitのバイナリ列に変換しているのである．

例えば，TPinsとして0,2,3が渡されたとすると，まず最初に

void GpioPinMerge<0,2,3>(uint32_t &pins)

が呼ばれるため，実際の処理内容としては，後の方のテンプレート関数が呼ばれ

となる．次には

void GpioPinMerge<2,3>(pins)

が呼ばれ，同様に

最終的に

void GpioPinMerge<3>(pins)

すなわち前の方のテンプレート関数が呼ばれ，

となる．

ただし，この旨みは指定するピン番号等がコンパイル時に定数であることが必要なので，このへんを動的にいじるヘンタイさんには別途用意されているGpioPinInitialiser::initialise関数を呼ぶ必要がある．