MSP432 FPU与DSP测试

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前言

本文基于MSP432P401R，总所周知MSP432基于Cortex-M4内核，Cortex-M4内核相比于M3而言多了FPU（浮点运算单元）并支持DSP指令集，FPU配合DSP指令使得单片机浮点运算时间大大缩短。官方给出的数据是有近10倍的缩短。TI官方给只给出的FPU的例程，没有给出DSP例程，而且FPU例程描述的不清晰。下文将介绍如何开启FPU和移植DSP库并进行测试。

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以下是本篇文章的正文内容

一、开启FPU

MSP432是ARM内核，自然就支持MDK了。个人习惯使用MDK，也推荐MSP432使用MDK开发。
开启FPU之前先查看当前设备是否支持FPU，进入MDK调试界面，右下角查看地址0xE000ED88 数据， 如果为0x00F00000 00000000 00000800， 则说明设备支持 FPU。

在MDK编译器就可以开启FPU。

如图点击魔术棒后点击Target，在Floating Point Hardware选项框中选择Single Precision。不同版本的选项名称可能不同，只要不是Not Used就行了。

二、使用DSP指令集

1.移植

开启FPU后可以提升浮点运算的速度，但是一些数学运算还需要配合DSP指令。
在魔术棒C++ define中添加如下定义

__MSP432P401R__ TARGET_IS_MSP432P4XX keil,ARM_MATH_CM4,CC_ARM

添加头文件

#include 

添加完这个头文件编译后会报一推错误，主要是缺少相关文件。
在MDK安装目录下ARM\PACK\ARM\CMSIS\5.8.0\CMSIS\DSP\Include下找到下列文件，不同版本的安装目录有所不同，可以直接使用搜素功能搜素文件名字。整个include文件夹都需要包含进工程。

include中DSP文件夹的文件也需要包含。

如果使用sin、cos等数学函数需要添加对应源文件和头文件，如arm_sin_f32.c 和arm_cos_f32.c。 建议直接添加arm_cortexM4lf_math.lib库文件，里面包含所有数学函数。该库文件在 Keil\ARM\CMSIS\DSP_Lib\Source\FastMathFunctions可以找到。
进行完上述操作后就可以愉快使用DSP指令集了，如果找不到相关文件，在文章下方有上传的工程模板。

2.测试

for(i=0;i<20000;i++)
{
	c = (arm_sin_f32(50.5) * (12.2f / 50.1f) * 10.22f / 3) * i;
	//c = (sin(50.5) * (12.2f / 50.1f) * 10.22f / 3) * i;
 }

在while循环中进行多次浮点运算，对比使用DSP指令和普通数学指令的时间就可以了。或者直接翻转LED，可以明显看到使用DSP库后LED的翻转频率加快。同时开启FPU下，使用DSP速度提升约20%。注意在开启FPU后不管用不用DSP指令浮点运算时间都会缩短。

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总结

那么以上就是本篇文章的所有内容了。工程文件已上传，
MSP432_FPU_DSP_Test.rar