【NUCLEO-F412ZG试用体验】+使用ARM的DSP库

STM32

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。STM32F4 的 DSP 库源码和测试实例在 ST 提供的标准库：STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.7.1里面就有

DSP_Lib 源码包的 Source 文件夹是所有 DSP 库的源码，Examples 文件夹是相对应的一些测试实例。这些测试实例都是带 main 函数的，也就是拿到工程中可以直接使用。

我们可以不用去ST官网下载DSP库文件，因为KEIL安装目录下面会自带这些DSP库函数，在XX:Keil_v5ARMCMSIS下面，如下图所示：

所有DSP函数都是以*.lib提供的，总共有4个文件：

arm_cortexM0l_math.lib (Cortex-M0 小端模式)

arm_cortexM3l_math.lib (Cortex-M3 小端模式)

arm_cortexM4l_math.lib (浮点 Cortex-M4 大端模式)

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

我们得根据所用 MCU 内核类型以及端模式来选择符合要求的.lib 文件，我们所用的STM32F4 属于 CortexM4F 内核，小端模式，应选择：arm_cortexM4lf_math.lib(浮点 Cortex-M4小端模式)。

在工程中添加库文件，如下图所示：

在程序中添加头文件：

#include"math.h"

#include"arm_math.h"

还要添加全局宏定义，

1，__FPU_USED

2，__FPU_PRESENT

3，ARM_MATH_CM4

4，__CC_ARM

5，ARM_MATH_MATRIX_CHECK

6，ARM_MATH_ROUNDING

在KEIL里面C/C++选项卡，然后在 Define 里面进行设置，如下图

至此可以使用ARM的DSP库函数了，有很多人找不到DSP库函数说明文档，所以有些人使用起来会出错；其实在KEIL5安装目录下面有帮助文件，在

XX:Keil_v5ARMCMSISDocumentationDSPhtml

DSP库包括以下几个系列：

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。

下面测试一下复数求模运算。函数定义如下：

void arm_cmplx_mag_f32(float32_t * pSrc,float32_t * pDst, uint32_t numSamples)

参数定义：

*pSrcA points to the first input vector

*pSrcB points to the second input vector

numSamples number of complex samples in each vector

*realResult real part of the result returned here

*imagResult imaginary part of the result returned here

其中pSrc代表输入复数数据(第一个数实部、第一个数虚部、……)

pDst代表结果输出（第一个数模值、第二个数模值……）

numSamples代表需要做几个复数求模数据个数

用matlab直接生成复数数据和结果数据（用来做对比使用）

复数数据是信号的FFT结果，因为这些在实际项目中也会经常使用FFT求模。

在Keil中用arm_cmplx_mag_f32进行计算和data_abs进行对比，把结果通过debug printf输出，可以看出结果相当精确。

将KEIL计算结果发送到串口，然后和Matlab中数据进行对比。

李明 · 2016-12-11 13:27:59

虽然没看懂，但是觉得和牛逼。

1652981125.048900 · 2023-2-20 17:22:07

虽然没看懂，但是觉得和牛逼。

搜索历史

【NUCLEO-F412ZG试用体验】+使用ARM的DSP库

相关推荐

2 条评论

评论

精选推荐

站长推荐 /6