学习单片机以来的第二大困惑了—关于乘除法的相关运算

只看该作者 · 2013-12-11 13:51

以前学习ATmega的芯片入门的，学习常见的一些模块使用吧，也没怎么接触一些数学的东西，今年做电设用了一些浮点数的运算，感觉运行速度好慢的说，一直烙下心病了。。。。。。最近用STM32，也有一些东西要用到一些除法什么的，查了一些大家的说法，有的说移位什么的实现的，现在很困惑，是不是在keil编译的时候就自动给优化成了一些简单地算法什么的，开方平方什么的也有吗？还是这个工作是在单片机里完成的，总之也说不十分清楚了，很迷糊，想问一下各位大神这在技术文档或者哪里有相关的过程介绍，虽然可能看效果或者用示波器什么的实际测试一下也知道效率，但想着要明白原理，谢谢各位了！

只看该作者 · 2013-12-11 13:55

附：一个Sqrt函数引发的血案，没太看懂，也是引发自己一直不安的原因，大家可以给原理上解释一下，虽说单片机和电脑某些东西相似，真心很难接受二分查找，牛顿迭代的效率会这么低。。。。。。。。。

只看该作者 · 2013-12-11 13:56

大神们一定要回复呀！！！！

1万 · 2013-12-11 14:13

用一款MCU，应该对内核基本特点有所了解

只看该作者 · 2013-12-11 14:37

大多数人对自己所使用的硬件，cpu，并不熟悉。做什么工作，大概会怎样的效率，要心里有数。

只看该作者 · 2013-12-11 14:38

你如果涉及大量数学浮点计算，建议用dsp，或者有fpu的arm或单片机。

只看该作者 · 2013-12-11 15:56

单片机来做浮点运算当然慢了，尽量避免浮点，实在避免不了，上DSP吧，或者上M4

只看该作者 · 2013-12-11 16:18

STM32没事的，尽管跑浮点运算，除非你是做数字信号处理且对时间要求严格

1万 · 2013-12-11 19:01

m4有浮点处理器，很给力的。
用avr之类的不适合进行浮点运算，这是由芯片本身决定的。

3万 · 2013-12-11 19:44

用51进行乘除法运算，也很慢。
这是硬件条件决定的

只看该作者 · 2013-12-12 08:52

楼主要的是原理？乘法除法的原理？你可以找以前用汇编编写除法器的代码看看，前提是没有用硬件除法器的算法看一下，原理基本就懂了，然后就是其他的问题都是数学的概念了、

只看该作者 · 2013-12-12 11:03

w522930954 发表于 2013-12-12 08:52
楼主要的是原理？乘法除法的原理？你可以找以前用汇编编写除法器的代码看看，前提是没有用硬件除法器的算法 ...

汇编的跟我用硬件的算的效率一样吗？？？

只看该作者 · 2013-12-12 11:07

huangxz 发表于 2013-12-11 19:01
m4有浮点处理器，很给力的。
用avr之类的不适合进行浮点运算，这是由芯片本身决定的。 ...

用的就是M4，不过不清楚所谓内部DSP用不用我人为调用，还是直接写数学公式就DSP给处理了，英文技术文档，诶，用的急也没怎么看看，关键是单片机工作的处理流程不清楚

只看该作者 · 2013-12-12 11:09

dirtwillfly 发表于 2013-12-11 19:44
用51进行乘除法运算，也很慢。
这是硬件条件决定的

所谓硬件决定，硬件自带除法运算单元的又是怎么处理的，比软件模拟的快吗?还是主要由主频什么的决定？？

只看该作者 · 2013-12-12 11:12

始于116 发表于 2013-12-12 11:03
汇编的跟我用硬件的算的效率一样吗？？？

用除法举例，如果自带硬件除法器，你只是给除法器赋值然后除法器会自动给你算好结果就行了，过程不需要你管。但是如果不带除法器，c语言的除**转成汇编的除法算法，是按照指令一条条跑出来的结果，具体指令周期和效率跟具体运算相关

只看该作者 · 2013-12-12 11:12

znmcu 发表于 2013-12-11 14:38
你如果涉及大量数学浮点计算，建议用dsp，或者有fpu的arm或单片机。

谢谢了，只是我想知道我每一个小步骤的具体时间，这样我在中断里写一些东西防止它溢出，虽然我可以示波器断点看看占空比，但总想着明白原理还好

只看该作者 · 2013-12-12 11:13

znmcu 发表于 2013-12-11 14:37
大多数人对自己所使用的硬件，cpu，并不熟悉。做什么工作，大概会怎样的效率，要心里有数。 ...

很有道理

只看该作者 · 2013-12-12 11:49

这个我还是仔细想过并验证过。
在STM32中，有专门的定点乘法和除法器。比如A/B就是一条指令 UDIV或者SDIV就完成了。
但是如果其中的A是浮点或者double型，B是整形。那么KEIL就会把B转换成double型。然后调用貌似dfdiv之类的函数，这个函数是keil自带的，经过几百条指令运算返回一个double型数据。
类似的sqrt pow sin cos都是利用keil自带的汇编语言函数计算的。

但是stm32 f4内部有浮点计算功能，应该可以快速计算非定点数据的乘除法运算。

谈及效率，AT89C51处理一个浮点型除法大约1ms吧，带有流水线功能的也得100-200us。
STM32F1系列如果在72Mhz下10us差不多就完成了（没有测量，估计）