Question

我想知道在微控制器上使用GPIO调用（bitbanging）是否有任何特别快速的方法来读取或写入串行协议（如SPI）。最快的可能是某种特定于体系结构的，但是在任何体系结构中，较少数量的操作可能更快。假设端口读/写和任何按位整数操作在单个cpu时钟中发生是公平的。比较和跳跃可能是几个时钟。

举一个简单的例子，假设使用传统SPI写一个字节，给定一个端口（寄存器），带有用于串行时钟，miso（输入），mosi（输出）引脚的位掩码。要在时钟port |= CLOCK|OUTPUT; port &= ~CLOCK;的下降沿输出1位，写入一个字节将包括对该字节中的每个位（输出0或1）进行循环。

这样的事情：

uint8_t data;
// for each bit, msb first
for (i = 7; i >= 0; i--)
{
    if ((data >> i) & 0x01)
    {
        // set output pin to 1
        port |= OUTPUT;
    }
    else
    {
        // set output pin to 0
        port &= ~OUTPUT;
    }
    // strobe clock
    port |= CLOCK;
    port &= ~CLOCK;
}

对此的一些优化是显而易见的，例如展开循环。

某些优化可能不那么明显：是否可以根据要写入的字节（或仅仅是其中的一部分）进行切换，从而避免每一位移位和屏蔽？如何让这个分支免费？如何利用0或0的运行？（在这种情况下，无需更改输出，只需更改时钟）如何在一次操作中更改输出和时钟？

使用其中一些技巧的示例（尽可能在一个操作中更改输出和时钟，展开循环，但不是无分支）： https://github.com/FastLED/FastLED/blob/master/fastspi_bitbang.h

使用bitbanging加速串行协议的代码

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