Keil 中使用 STM32F4xx 硬件浮点单元

发表于 2021-11-9 10:38

一.前言
有工程师反应说 Keil 下无法使用 STM32F4xx 硬件浮点单元，导致当运算浮点时运算时间过长，还有一些人反应不知如何使
用芯片芯片内部的复杂数**算，比如三角函数运算。针对这个部分本文将详细介绍如何使用硬件浮点单元以及相关数**
算。

发表于 2021-11-9 10:38

二．问题产生原因
1. ------对于Keil MDK Version 5 版本，编译器已经完全支持STM32F4xx 的FPU（浮点运算单元），可以直接使用芯
片内部的浮点运算单元。
2. ------对于Keil MDK Version 4 版本，高版本v4，比如当前keil 官网可下载的v4.74.0.0 版本也已经支持 FPU，可以直
接使用芯片内部浮点运算。但如果使用低版本 v4，如 v4.23.0.0 版本，则需要对软件进行相应设置。

发表于 2021-11-9 10:40

三. 如何解决问题
1. 查看手头 Keil 版本是否支持 FPU，最简单办法是进入 Keil 调试界面直接查看 0xE000ED88 地址单元数据，如果为
0x00F00000，则说明已经支持 FPU，如下图所示：

2. 如果0xE000ED88 地址数据为0x00000000，则需要做如下操作：
a. 在 system_stm32f4xx.c 文件中的 systeminit()函数里面添加如下代码

复制

/* FPU settings ------------------------------------------------------------*/

#if ( FPU_PRESENT == 1) && ( FPU_USED == 1)

SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2)); /* set CP10 and CP11 Full Access */

#endif

b. 在工程选项（ Project->Options for target "XXXX"）中的 C/C++选项卡的 Define 中加入如下的语句，见下图所示：

复制

FPU_PRESENT=1, FPU_USED =1。

c. 这样编译时就加入了启动FPU 的代码， CPU 也就能正确高效的使用FPU 进行简单的加减乘除了。

发表于 2021-11-9 10:42

3. 进一步说明使用芯片复杂数**算使用
对于复杂运算，比如三角函数，开方等运算，需要如下设置：
a. 包含 arm_math.h 头文件。
b. 在工程选项的 C/C++选项卡的 define 中继续加入语句 ARM_MATH_CM4。
c. 在工程选项的 C/C++选项卡的 define 中继续加入语句 CC_ARM。
以使用 sin， cos 运算举例，需要调用 arm_sin_f32()以及 arm_cos_f32()，这两个函数定义在 arm_sin_f32.c 和
arm_cos_f32.c 中，需要在工程中加入这两个 c 文件。
在 ST 库文件包中的文件目录如下：

复制

\stm32f4_dsp_stdperiph_lib\STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0\Libraries\CMSIS\DSP_Lib\Sou

rce\FastMathFunctions

复制

\Keil\ARM\CMSIS\DSP_Lib\Source\FastMathFunctions

当用到更多数**算，如开根号，三角运算，求绝对值等等，客户也可以直接在工程中加入 ARM 中的数**算库
arm_cortexM4lf_math.lib，而不需要一个个文件的添加，
在ST库文件包中的目录如下：

复制

\stm32f4_dsp_stdperiph_lib\STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0\Libraries\CMSIS\Lib\ARM

复制

Keil\ARM\CMSIS\Lib\ARM

发表于 2021-11-9 10:43

四. 结语
从测试效果看当使用了硬件浮点运算单元，数学计算变得简单高效，可以留给系统更多时间处理其他控制程序，有效提升
系统效率，节省时间。

发表于 2021-12-6 11:28

不知道iar会有这种现象吗

发表于 2021-12-6 11:30

占用的资源多吗

发表于 2021-12-6 11:32

非常的简洁高效啊

发表于 2021-12-6 11:33

本身有这个资源吗

发表于 2021-12-6 11:55

直接这样调用会不会浪费资源呢

发表于 2021-12-6 11:56

在iar中如何设置呢

[STM32F4] Keil 中使用 STM32F4xx 硬件浮点单元

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