APM32F402 用cubemx开发浮点运算(FPU)功能开启移植

APM32F402 系列作为 APM32F103 系列的升级版本，在性能和功能上有显著提升。将基于 F10x 的项目移植到 F40x 时，需要对内核相关配置进行必要修改。以下从硬件架构差异、软件修改要点、性能优化原理三个方面进行详细说明。


一、硬件架构差异分析1. 内核升级带来的变化

• 处理器内核：从 ARM Cortex-M3 升级到 Cortex-M4F
  
  • CM3 内核最高主频 96MHz，CM4 可达 120MHz
  • CM4 集成单精度 FPU 单元，支持 DSP 指令集
    
• 存储系统：
  
  • F4 系列闪存访问速度提升，支持更高频率
  • 新增 I-cache 和 D-cache 高速缓存
    
• 外设增强：新增 USB OTG、CAN 高级定时器等
  

二、软件修改要点解析1. 内核头文件替换

• core_cm3.h 与 core_cm4.h 差异：
  
  • CM4 头文件新增 FPU相关定义
  • 中断向量表结构调整
  • 系统控制块 (SCB) 定义扩展
    
  
  

1、在 stm32F10xb.h 文件中将#include "core_cm3.h"更改为#include "core_cm4.h"

2、将 stm32F10xb.h 文件中添加__CM4_REV 的宏定义，添加__FPU_PRESENT 的宏定义，
__MPU_PRESENT 赋值改成 1.
#define __CM4_REV 0x0001
#define __MPU_PRESENT 1 /*!< Other STM32 devices does not provide an MPU */
#define __NVIC_PRIO_BITS 4 /*!< STM32 uses 4 Bits for the Priority Levels */
#define __Vendor_SysTickConfig 0 /*!< Set to 1 if different SysTick Config is used */
#define __FPU_PRESENT 1



3、时钟初始化中添加 FPU 的使能判断
FPU 默认处于禁用状态，需通过 CPACR 寄存器使能：
* FPU settings */
#if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1)
SCB->CPACR |= ((3UL << 10 * 2)|(3UL << 11 * 2)); //!< set CP10 and CP11 Full Access
#endif

4、开启 I-cache 指令缓冲存储器和 D-cache 数据缓冲存储器，能提⾼指令运⾏速度。

• 缓存工作原理：
  
  • I-cache：存储最近执行的指令
  • D-cache：存储最近访问的数据
  • 命中率对性能影响显著
    
  
  

在时钟初始化时加上，FLASH->ACR  |= 0X300;

仿真测试：





通过以上修改和验证，可充分发挥 APM32F402 系列的性能优势，实现从 F1 到 F4 的平滑升级。
在实际项目中，建议先在最小系统上进行基础功能验证，再逐步添加复杂功能模块。

楼主 您的 测试代码在哪里？在哪里？