我造轮子，你造车，创客一起造起来！塔克创新资讯【塔克社区 www.xtark.cn 】【塔克博客 www.cnblogs.com/xtark/ 】

本文介绍X-CTR100控制器 DSP库的使用，对STM32F4的DSP库有个基本的了解，并针对三角函数有无DSP指令进行性能测试。

原理

STM32F4采用Cortex-M4内核，相比Cortex-M3系列除了内置硬件FPU单元，在数字信号处理方面还增加了DSP指令集，支持诸如单周期乘加指令（MAC），优化的单指令多数据指令（SIMD），饱和算数等多种数字信号处理指令集。相比Cortex-M3，Cortex-M4在数字信号处理能力方面得到了大大的提升。Cortex-M4执行所有的DSP指令集都可以在单周期内完成，而Cortex-M3需要多个指令和多个周期才能完成同样的功能。

ST官方提供了一整套的DSP库方便我们开发使用，在ST提供的标准库：stm32f4_dsp_stdperiph_lib.zip里面就有。

目录STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0→Libraries→CMSIS→DSP_Lib下可以找到DSP库文件和测试实例。

Sourse中是所有DSP库文件源代码，Examples文件夹下是一些测试实例。

DSP库主要包含以下几个分库：

BasicMathFunctions

基本数学函数：提供浮点数的各种基本运算函数，如向量加减乘除等运算。

CommonTables

arm_common_tables.c文件提供位翻转或相关参数表。

ComplexMathFunctions

复杂数学功能，如向量处理，求模运算的。

ControllerFunctions

控制功能函数。包括正弦余弦，PID电机控制，矢量Clarke变换，矢量Clarke逆变换等。

FastMathFunctions

快速数学功能函数。提供了一种快速的近似正弦，余弦和平方根等相比CMSIS计算库要快的数学函数。

FilteringFunctions

滤波函数功能，主要为FIR和LMS（最小均方根）等滤波函数。MatrixFunctions

矩阵处理函数。包括矩阵加法、矩阵初始化、矩阵反、矩阵乘法、矩阵规模、矩阵减法、矩阵转置等函数。

StatisticsFunctions

统计功能函数。如求平均值、最大值、最小值、计算均方根RMS、计算方差/标准差等。

SupportFunctions

支持功能函数，如数据拷贝，Q格式和浮点格式相互转换，Q任意格式相互转换。

TransformFunctions

变换功能。包括复数FFT（CFFT）/复数FFT逆运算（CIFFT）、实数FFT（RFFT）/实数FFT逆运算（RIFFT）、和DCT（离散余弦变换）和配套的初始化函数。

ST提供了.lib格式的文件，方便使用这些库。这些.lib文件就是由Source文件夹下的源码编译生成的，如果想看某个函数的源码，可以在Source文件夹下面查找。.lib格式文件路径：STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0→Libraries→CMSIS→Lib→ARM，总共有8个.lib文件，和M4F相关的有两个：

arm_cortexM4bf_math.lib(浮点Cortex-M4大端模式)

arm_cortexM4lf_math.lib(浮点Cortex-M4小端模式)

STM32F4的内核CortexM4F采用小端模式，所以选择：arm_cortexM4lf_math.lib(浮点Cortex-M4小端模式)。

例程

本例程通过计算两种方法计算三角函数，测量计算时间，间接进行性能对比。

硬件说明

硬件资源：

串口UART1

硬件连接：

使用MicroUSB数据线连接X-CTR100 COM接口。

软件说明

将DSP Lib库加入到工程，相关头文件已在X工程模板中加入。

使用DSP库的所有功能，还需要添加以下几个全局宏定义：

1、__FPU_USED

2、__FPU_PRESENT

3、ARM_MATH_CM4

4、__CC_ARM

5、ARM_MATH_MATRIX_CHECK

6、ARM_MATH_ROUNDING

在main.c文件中包含如下头文件。

#include "math.h" //标准数学函数库

#include "arm_math.h" //使用DSP的数学函数库

测试代码如下，分别使用DSP库三角函数和标准三角函数进行计算，测量计算时间，时间越少性能越好。

int main(void)

{

uint32_t i, tmp;

float angle;

float sinx, cosx;

/* X-CTR100初始化 */

AX_Init(115200);

printf("***X-CTR100 DSP指令集性能测试例程***\r\n\r\n");

//模块初始化及配置

AX_TIMER_TIM6_Init(1);

while (1)

{

//不使用DSP优化的sin，cos函数

AX_TIMER_TIM6_SetCounter(0);

for (i = 0; i<20000; i++)

{

cosx = cosf(angle);

sinx = sinf(angle);

angle += 0.001f;//角度自增

}

tmp = AX_TIMER_TIM6_GetCountert();

printf("无DSP 运行时间：%d us | ", tmp);

//有使用DSP优化的sin，cos函数

AX_TIMER_TIM6_SetCounter(0);

for (i = 0; i<20000; i++)

{

cosx = arm_cos_f32(angle);

sinx = arm_cos_f32(angle);

angle += 0.001f;//角度自增

}

tmp = AX_TIMER_TIM6_GetCountert();

printf("有DSP 运行时间：%d us \r\n", tmp);

AX_Delayms(1000);

AX_LEDG_Toggle();

}

实现效果

测试结果如下图，有DSP情况下计算速度提升约1倍左右。

总结

通过本文学习，可以了解STM32F4DSP指令集及ST提供DSP库的使用。项目中如果需要频繁的数学运算，并有性能要求，建议使用DSP相关计算函数。

参考

正点原子——ALIENTEK探索者STM32F407开发板相关资料

转载于:https://www.cnblogs.com/xtark/p/9371415.html

玩转X-CTR100 l STM32F4 l DSP指令集性能测试相关推荐

玩转X-CTR100 l STM32F4 l ADC 模拟数字转换
我造轮子,你造车,创客一起造起来!塔克创新资讯[塔克社区 www.xtark.cn ][塔克博客 www.cnblogs.com/xtark/ ] 本文介绍X-CTR100控制器 AD转换接口的使用, ...
玩转X-CTR100 l STM32F4 l DRV8825 A4988 步进电机控制
我造轮子,你造车,创客一起造起来!塔克创新资讯[塔克社区 www.xtark.cn ][塔克博客 www.cnblogs.com/xtark/ ] 本文介绍X-CTR100控制器控制步进电机,实现步进 ...
玩转X-CTR100 l STM32F4 l PS2无线手柄
我造轮子,你造车,创客一起造起来!塔克创新资讯[塔克社区 www.xtark.cn ][塔克博客 www.cnblogs.com/xtark/ ] SONY的PS2无线手柄是索尼游戏机的遥控手柄,控制 ...
玩转X-CTR100 l STM32F4 l 基础例程printf、LED、蜂鸣器、拨码开关、位带操作
我造轮子,你造车,创客一起造起来!塔克创新资讯[塔克社区 www.xtark.cn ][塔克博客 www.cnblogs.com/xtark/ ] 本文介绍X-CTR100控制器基础板载资源的使用,包 ...
玩转X-CTR100 l STM32F4 l DAC数字模拟转换
我造轮子,你造车,创客一起造起来!塔克创新资讯[塔克社区 www.xtark.cn ][塔克博客 www.cnblogs.com/xtark/ ] 本文介绍X-CTR100控制器 DAC接口输出功能, ...
玩转X-CTR100 l STM32F4 l PS2无线手柄-4WD智能小车
我造轮子,你造车,创客一起造起来!更多塔克创新资讯[塔克社区 www.xtark.cn ][塔克博客 www.cnblogs.com/xtark/ ] 前面已介绍X-CTR100控制器解码PS2无线手 ...
玩转X-CTR100 l STM32F4 l ESP8266串口WIFI模块
我造轮子,你造车,创客一起造起来!更多塔克创新资讯[塔克社区 www.xtark.cn ][塔克博客 www.cnblogs.com/xtark/ ]- ESP8266是一款非常火的WIFI模块,性价 ...
ls -l |wc -l命令多统计一行
#ls -l |wc -l 注意:总用量也占用1行,所以统计出来的是14而不是13 其他网友提醒 #ls -l |wc -l 就统计实际的行,放大就看出效果 1和l不同
聊聊gcc参数中的-I, -L和-l
http://blog.csdn.net/stpeace/article/details/49408665 在本文中, 我们来聊聊gcc中三个常见的参数, 也即-I, -L和-l 一. 先说 -I ...

玩转X-CTR100 l STM32F4 l DSP指令集性能测试

原理

例程

硬件说明

软件说明

实现效果

总结

参考

玩转X-CTR100 l STM32F4 l DSP指令集性能测试相关推荐

最新文章

热门文章