『壹』 請問在編寫DSP程序時,數學函數如:sprt這種開方的,需要定義什麼頭文件嗎
如何使用STM32F4的DSP庫
我們平常所使用的CPU為定點CPU,意思是進行整點數值運算的CPU。當遇到形如1.1+1.1的浮點數運算時,定點CPU就遇到大難題了。對於32位單片機,利用Q化處理能發揮他本身的性能,但是精度和速度仍然不會提高很多。
現在設計出了一個新的CPU,叫做FPU,這個晶元專門處理浮點數的運算,這樣處理器就將整點數和浮點數分開來處理,整點數交由定點CPU處理而浮點數交由FPU處理。我們見到過TI的DSP,還有STM32F4系列的帶有DSP功能的微控制器。前者筆者沒有用過,不作評論,而後者如果需要用到FPU的浮點運算功能,必須要進行一些必要的設置。
首先,由於浮點運算在FPU中進行,所以首先應該使能FPU運行。在system_init()中,定義__FPU_PRESENT和__FPU_USED
/* FPU settings------------------------------------------------------------*/
#if (__FPU_PRESENT == 1)&& (__FPU_USED == 1)
SCB->CPACR |= ((3UL<< 10*2)|(3UL << 11*2)); /*set CP10 and CP11 Full Access */
#endif
這樣就使能了FPU。
對於上述改變,當程序中出現這種簡單的加減乘除運算FPU就起作用了。但是對於復雜的如三角運算、開方運算等,我們就需要加入math.h頭文件。但是如果單純的加入他,那麼Keil會自動調用內部的math.h,該頭文件是針對ARM處理器的,專門用於定點CPU和標准演算法(IEEE-754)。對於使用了FPU的STM32F4是沒有任何作用的。所以,需要將math.h換成ST的庫,即arm_math.h。在該頭文件中,涉及到另一個文件core_cmx.h(x=0、3、4),當然了,如同STM32F1系列一樣,在工程中加入core_cm4.h即可。
到這里,算是全部設置完畢,之差最後一步,調用!但是別小看了這一步,因為如果調用的不正確,全面的設置就白費了。在使用三角函數如sin()、cos()時不要直接寫如上形式,因為他們函數的名字來自於math.h,所以你調用的仍舊是Keil庫中的標准math.h。要使用arm_math.h中的arm_sin_f32()函數(見Line.5780,原函數見DSP_Lib\Source\FastMathFunctions),可以看到他利用的是三次樣條插值法快速求值(見Line.263 /* Cubic interpolation process */)。
注意一下例外函數,sqrt(),在arm_math.h中為arm_sqrt_f32()。使用他的時候需要同時開啟#if(__FPU_USED == 1) && defined ( __CC_ARM )才行,切記!還可以發現開方函數還有q15和q31之分,我想他們的區別就是精度的問題,但是他們沒有應用FPU來計算,說白了就是利用0x5f3759df這個數進行快速開方