STM32F4 的FPU 的配置.docx

1、STM32F4 的FPU 的配置STM32F4 的FPU 的配置编译环境为EWARM-6601首先看下面一段代码：来自core_cm4.h文件/*! _FPU_USED to be checked prior to making use of FPU specific registers and functions */#if defined ( _CC_ARM ) #if defined _TARGET_FPU_VFP #if (_FPU_PRESENT = 1) #define _FPU_USED 1 #else #warning Compiler generates FPU instru

2、ctions for a device without an FPU (check _FPU_PRESENT) #define _FPU_USED 0 #endif #else #define _FPU_USED 0 #endif#elif defined ( _ICCARM_ ) /IAR编译工具的开关 #if defined _ARMVFP_ /要求编译出的文件使用FPU功能 #if (_FPU_PRESENT = 1) /检查是否有FPU功能 #define _FPU_USED 1 #else #warning Compiler generates FPU instructions fo

3、r a device without an FPU (check _FPU_PRESENT) #define _FPU_USED 0 #endif #else #define _FPU_USED 0 #endif#elif defined ( _GNUC_ ) #if defined (_VFP_FP_) & !defined(_SOFTFP_) #if (_FPU_PRESENT = 1) #define _FPU_USED 1 #else #warning Compiler generates FPU instructions for a device without an FPU (ch

4、eck _FPU_PRESENT) #define _FPU_USED 0 #endif #else #define _FPU_USED 0 #endif#elif defined ( _TASKING_ ) /* add preprocessor checks to define _FPU_USED */ #define _FPU_USED 0#endif这里针对各种工具链设置了相应的条件编译选项，这里只说IAR的，其他工具链的用户请参考本文自行修改.最上层的开关是 _CC_ARM 这个宏，很明显这个开关是针对MDK工具的，同理IAR工具的开关就叫做 _ICCARM_ 了；然后一个开关就是_

5、ARMVFP_ 了，这个开关要求编译出的文件使用FPU功能，但是m4的FPU并不是必装设备，某些厂家可能会不装这个东西，所以需要检查是否有FPU，即 _FPU_PRESENT 这个开关。在core_cm4.h中有这样的代码：#ifndef _FPU_PRESENT #define _FPU_PRESENT 0 #warning _FPU_PRESENT not defined in device header file; using default! #endif #ifndef _MPU_PRESENT #define _MPU_PRESENT 0 #warning _MPU_PRESENT

6、 not defined in device header file; using default! #endif由上述代码可以知道CMSIS默认的定义是没有FPU的，所以需要我们手动添加FPU存在的定义#define _FPU_PRESENT 1这样FPU存在与否的检查就通过了，所以后面就自动定义了 _FPU_USED 这一开关。因此就有了下面的定义#define _FPU_USED 1因为m4增加了FPU(单精度浮点数)，所以很多数学函数都应该用m4专用的，优化过的，而不是之前的通用函数。打开arm_math.h文件* Each library project have differant

7、 pre-processor macros. * * ARM_MATH_CMx: * Define macro ARM_MATH_CM4 for building the library on Cortex-M4 target, * ARM_MATH_CM3 for building library on Cortex-M3 target * and ARM_MATH_CM0 for building library on cortex-M0 target. * * ARM_MATH_BIG_ENDIAN: * Define macro ARM_MATH_BIG_ENDIAN to build

8、 the library for big endian targets. By default library builds for little endian targets. * * ARM_MATH_MATRIX_CHECK: * Define macro for checking on the input and output sizes of matrices * * ARM_MATH_ROUNDING: * Define macro for rounding on support functions * * _FPU_PRESENT: * Initialize macro _FPU

9、_PRESENT = 1 when building on FPU supported Targets. Enable this macro for M4bf and M4lf libraries 以上代码说明：要用ARM的数学函数得定义ARM_MATH_CMx即得有下面的定义#define ARM_MATH_CM4如果你想使用STM32F4的FPU功能而又不想管Project中的设置那么使用下面的代码：#define _FPU_PRESENT 1 / FPU开关 #ifndef _ARMVFP_ /要求在生成的代码中使用FPU#define _ARMVFP_#endif#ifndef ARM

10、_MATH_CM4 /要求使用m4的数学库函数#define ARM_MATH_CM4#endif也可以在软件中开FPU功能IAR的设置如下：MDK中的设置如下：对于Cortex-M0或者M3处理器类型，由于没有FPU因此无法直接进行浮点运算，只能将浮点数进行Q规格化 (q7、 q15或Q31)处理，如开平方运算： M0/M3只能通过迭代法 （ 标准数学函数库 ） 计算，而M4直接调用VSQRT指令完成。DSP_Lib的文件结构 事实上arm_math.h文件中的定义就为源文件组使用的。 因此在将源文件组编译为库时，在应用工程中添加这个库和arm_math.h即可访问所有DSP库功能。也可以根

11、据需要只添加arm_math.h和需要的源文件，以缩短程序长度。(1) BasicMathFunctions源文件组提供浮点数的各种基本运算函数，如加减乘除等运算。对于M0/M3只能用Q运算，即文件夹下以 _q7、_q15和 _q31结尾的文件；而M4能直接硬件浮点计算，属于文件夹下以 _f32结尾的文件。(2) CommonTables源文件组 arm_common_tables.c文件提供位翻转或相关参数表。(3) ComplexMathFunctions源文件组复数数学功能，如向量处理，求模运算的。(4) ControllerFunctions源文件组控制功能，主要为PID控制函数。ar

12、m_sin_cos_f32/-q31.c函数提供360点正余弦函数表和任意角度的正余弦函数值计算功能。(5) FastMathFunctions源文件组快速数学功能函数， 提供256点正余弦函数表和任意角度的正余弦函数值计算功能，和Q值开平方运算：Arm_cos_f32/_q15/_q31.c：提供256点余弦函数表和任意角度余弦值计算功能。Arm_sin_f32/_q15/_q31.c：提供256点正弦函数表和任意角度正弦值计算功能。Arm_sqrt_q15/q31.c ：提供迭代法计算平方根的函数。对于M4的平方根运算，通过执行VSQRT指令完成。(6) FilteringFunction

13、s源文件组滤波函数功能，主要为FIR和LMS （最小均方根）滤波函数。(7) MatrixFunctions源文件组矩阵处理函数。(8) StatisticsFunctions源文件组统计功能函数，如求平均值、计算RMS 、计算方差 / 标准差等。(9) SupportFunctions源文件组支持功能函数，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。(10) TransformFunctions源文件组变换功能，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。在IAR的环境下运行一个简单的浮点运算：主函数如下：通过IAR软件Terminal I/O 窗口观察的输出结果经验证无误。