Bare metal C Ch06 CMSIS

Ch06. CMSIS

목표
Ch02의 직접 주소/포인터 방식에서 CMSIS peripheral structure 방식으로 전환한다.

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1. CMSIS란?

CMSIS는 Cortex-M 기반 MCU software interface를 표준화하는 header/interface 체계다.

Ch02:

#define GPIOB_ODR (*(volatile unsigned int *)0x40020414UL)

Ch06:

GPIOB->ODR

개념적으로 CMSIS는 peripheral register layout을 C structure로 표현한다.

typedef struct
{
    volatile uint32_t MODER;
    volatile uint32_t OTYPER;
    volatile uint32_t OSPEEDR;
    volatile uint32_t PUPDR;
    volatile uint32_t IDR;
    volatile uint32_t ODR;
} GPIO_TypeDef;

그리고 base address에 structure pointer를 연결한다.

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2. 직접 주소 방식과 CMSIS 비교

항목 | 직접 주소 방식 | CMSIS -- | -- | -- Register 주소 | 직접 계산 | Header에 정의 표현 | *(volatile uint32_t *)... | GPIOB->MODER Bit 이름 | 직접 정의 | ST header에 정의 가독성 | 낮음 | 높음 실제 HW access | 동일 | 동일

CMSIS도 여전히 register 직접 접근이다.

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3. 핵심 변화

RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOBEN;

은 Ch02의 direct register write와 같은 의미다.

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4. 실제 프로젝트 구조

Ch06_cmsis/
├── Src/
│   └── main.c
├── Startup/
│   └── startup_stm32f439zitx.s
├── STM32F439ZITX_FLASH.ld
└── STM32F439ZITX_RAM.ld

공통 startup/linker/syscalls는 Ch04에서 다뤘으므로 Chapter 기능 코드인 main.c를 아래에 전부 기록한다.

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5. 전체 코드

Src/main.c

/*
 * Ch06 - The Common Microcontroller Software Interface Standard (CMSIS)
 */
#include "stm32f4xx.h"   /* STM32F439xx 매크로에 따라 stm32f439xx.h를 자동 포함 */
#define LD1_PIN (1UL << 0)   /* PB0 = LD1 (녹색) */
static void delay(volatile unsigned int count)
{
while (count--) { __NOP(); }
}
int main(void)
{
RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOBEN;
GPIOB-&gt;MODER &amp;= ~(0x3UL &lt;&lt; (0 * 2));
GPIOB-&gt;MODER |=  (0x1UL &lt;&lt; (0 * 2));

while (1)
{
    GPIOB-&gt;ODR ^= LD1_PIN;
    delay(800000);
}

}

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6. 코드 해석

Header

#include "stm32f4xx.h"

이 header를 통해 RCC, GPIOB, RCC_AHB1ENR_GPIOBEN, __NOP() 등을 사용할 수 있다.

GPIOB Clock Enable

RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOBEN;

PB0 Output Mode

GPIOB->MODER &= ~(0x3UL << (0 * 2));
GPIOB->MODER |=  (0x1UL << (0 * 2));

LED Toggle

GPIOB->ODR ^= LD1_PIN;

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7. Ch02와 비교

Ch02
주소를 직접 계산
↓
volatile pointer 직접 생성
↓
register access
Ch06
CMSIS header
↓
Peripheral structure
↓
register access

실제 hardware access의 의미는 동일하다.

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8. 실습 기록

Notion 기록 기준:

• STM32CubeIDE CMSIS include 구성

• Build / Debug / Run

• LD1(PB0) 점멸 확인

• .text = 664 bytes

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9. 핵심 정리

• CMSIS도 register-level programming이다.

• GPIOB->MODER는 base address + structure member offset으로 접근한다.

• 직접 pointer 방식보다 가독성과 유지보수성이 좋다.

• 이후 Chapter는 CMSIS 구조체 방식을 기본으로 사용한다.