STM32单片机芯片与内部111 STM32 DSP内核 介绍 功能 库与源码

目录

[一、STM32F4 的 DSP 功能介绍](#一、STM32F4 的 DSP 功能介绍)

[二、Cortex-M4 内核的 DSP 和专业 DSP 的区别](#二、Cortex-M4 内核的 DSP 和专业 DSP 的区别)

三、相关功能

1、BasicMathFunctions

2、FastMathFunctions

3、ComplexMathFunctions

4、FilteringFunctions

5、MatrixFunctions

6、TransformFunctions

7、ControllerFunctions

8、StatisticsFunctions

9、SupportFunctions

10、CommonTables

四、DSP库与源码

1、获取方式

2、DSP库说明

[(1)、Examples 文件夹中的文件如下,主要是提供了一些例子](#(1)、Examples 文件夹中的文件如下,主要是提供了一些例子)

[(2)、Include 文件夹里面是 DSP 库的头文件](#(2)、Include 文件夹里面是 DSP 库的头文件)

[(3)、Lib 文件夹里面是 MDK(ARM) , IAR 和 CGG 版库文件](#(3)、Lib 文件夹里面是 MDK(ARM) , IAR 和 CGG 版库文件)

[(4)、Projects 文件夹里面的文件如下, 提供了三个版本的工程模板, 每个模板里面都是把所有源码文件添加了进来(占用较多flash ram)](#(4)、Projects 文件夹里面的文件如下, 提供了三个版本的工程模板, 每个模板里面都是把所有源码文件添加了进来(占用较多flash ram))

[(5)、Source 文件夹中的文件如下,这个是 DSP 的源码文件](#(5)、Source 文件夹中的文件如下,这个是 DSP 的源码文件)

[3、DSP 库版本的区别](#3、DSP 库版本的区别)


一、STM32F4 的 DSP 功能介绍

DSP

DSP 单元集成了一批专用的指令集(主要是 SMID 指令和快速 MAC 乘累加指令) ,可以加速数字信号处理的执行速度。

FPU

Cortex-M4 内核支持单精度浮点,可以大大加速浮点运算的处理速度。

  • M4 和 M7 系列有相同的 DSP 指令集。
  • M7 相比 M4 系列要多一些浮点指令集。
  • 同时这里要注意一个小细节,浮点指令都是以字符 V 开头的。 通过这点,我们可以方便的验证是否正确开启了 FPU
  • Cortex-M7 内核的 DSP 性能最强。
  • Cortex-M3, M4 和 M33 是中等性能,其中 M3 最弱。
  • Cortex-M0, M0+和 M23 性能最弱。

二、Cortex-M4 内核的 DSP 和专业 DSP 的区别

三、相关功能

1、BasicMathFunctions

提供了基本的数据运算,如加减乘除等基本运算,以_f32结尾的函数是浮点运算,以_q8, _q15, _q31,结尾的函数是定点运算。

2、FastMathFunctions

主要提供SIN, COS以及平方根SQRT的运算。

3、ComplexMathFunctions

复杂数学运算,主要是向量,求模等运算。

4、FilteringFunctions

主要是滤波函数,如IIR, FIR, LMS等。

5、MatrixFunctions

主要是矩阵运算。

6、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。

7、ControllerFunctions

控制功能,主要是PID控制函数和正余弦函数。

8、StatisticsFunctions

统计功能函数,如求平均值,最大值,最小值,功率, RMS等。

9、SupportFunctions

支持功能函数,如数据拷贝, Q格式和浮点格式相互转换。

10、CommonTables

arm_common_tables.c 文件提供位翻转或相关参数表。

四、DSP库与源码

1、获取方式

  • 每个版本的 Cube 软件包都会携带 CMSIS 文件夹, 只是版本比较老,不推荐。即使是最新的 CubeH7软件包, 包含的 CMSIS 软件包版本也有点低。
  • 大家安装了新版 MDK 后, CMSIS 软件包会存在于路径: ARM\PACK\ARM\CMSIS\5.6.0\CMSIS。如果有更新的版本,推荐大家使用最新版本, MDK 的软件包下载地址:http://www.keil.com/dd2/Pack/
  • 通过 GitHub 获取也比较方便,地址: https://github.com/ARM-software/CMSIS_5 。点击右上角就可以下载 CMSIS 软件包了。

2、DSP库说明

(1)、Examples 文件夹中的文件如下,主要是提供了一些例子

(2)、Include 文件夹里面是 DSP 库的头文件

(3)、Lib 文件夹里面是 MDK(ARM) , IAR 和 CGG 版库文件

(4)、Projects 文件夹里面的文件如下, 提供了三个版本的工程模板, 每个模板里面都是把所有源码文件添加了进来(占用较多flash ram)

(5)、Source 文件夹中的文件如下,这个是 DSP 的源码文件

3、DSP 库版本的区别

  • arm_cortexM4lf_math.lib

Cortex-M4 内核, l 表示小端格式, f 表示带 FPU 单元, M4 仅支持 Single Precision 单精度浮点。

  • arm_cortexM4l_math.lib

Cortex-M4 内核, l 表示小端格式。

  • arm_cortexM4bf_math.lib

Cortex-M4 内核, b 表示大端格式, f 表示带 FPU 单元, M4 仅支持 Single Precision 单精度浮点。

  • arm_cortexM4b_math.lib

Cortex-M4 内核, b 表示大端格式。

STM32F4 是 M4 内核, 单精度浮点, 一般使用小端格式,所以我们选择库arm_cortexM4lf_math.lib.

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