Bitfield Analyzer

계산 원리

비트 n의 마스크는 1U << n입니다. 여러 비트를 선택하면 각 마스크를 OR 연산해 SET 마스크를 만들고, CLEAR 마스크는 비트 폭 안에서 이를 반전합니다. 32비트 값은 0xFFFFFFFF, 16비트 값은 0xFFFF 범위로 제한해야 상위 비트가 의도치 않게 포함되지 않습니다.

실전 예제

CONTROL_REG에서 bit 7과 bit 3을 켠다면 SET 마스크는 0x00000088입니다. 기존 값을 유지하며 설정할 때는 REG |= 0x88U, 두 비트만 끌 때는 REG &= ~0x88U를 사용합니다. 필드 전체를 새 값으로 바꿀 때는 기존 필드를 지운 뒤 이동한 값을 OR 해야 합니다.

검증 기준

• bit 0, 최상위 bit 15 또는 31 같은 경계 위치를 먼저 확인합니다.
• 선택한 비트의 OR 결과와 16진수·2진수 표현이 일치하는지 비교합니다.
• 0개, 1개, 전체 비트를 선택한 경우를 각각 시험합니다.
• 생성 코드는 대상 컴파일러에서 unsigned 형식과 경고를 확인합니다.

주의할 레지스터 동작

모든 레지스터에 일반적인 read-modify-write를 사용할 수 있는 것은 아닙니다. W1C(1을 쓰면 클리어), write-only, reserved bit, self-clearing bit는 데이터시트의 쓰기 규칙을 따라야 합니다. 인터럽트와 동시에 변경되는 레지스터는 원자성 또는 임계 구역도 검토해야 합니다.

Calculation

The mask for bit n is 1U << n. Masks are ORed to create a SET mask; the width-limited inverse becomes the CLEAR mask. Limit results to 0xFFFF for 16-bit and 0xFFFFFFFF for 32-bit registers.

Worked example

Selecting bits 7 and 3 produces 0x00000088. Use REG |= 0x88U to set them without changing other bits and REG &= ~0x88U to clear them. Replacing a field requires clearing the old field before ORing the shifted value.

Verification

• Test boundary positions such as bit 0 and bit 15 or 31.
• Compare the OR result in hexadecimal and binary.
• Test no selection, one bit, and all bits.
• Compile generated code with unsigned-conversion warnings enabled.

Hardware caveats

Read-modify-write is unsafe for some W1C, write-only, reserved, or self-clearing bits. Follow the peripheral reference manual. Registers modified by interrupts may also require an atomic operation or critical section.