如何在STM32中使用DSP指令

buwan11

1、DSP简介
DSP的全称是数字信号处理（DigitalSignalProcessing，简称DSP）。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛DSP技术图解的应用。
如下面ARM官方描述的，ARM处理器是支持DSP的：

Arm的数字信号控制器Cortex-M4、Cortex-M7、Cortex-M33、Cortex-M35P和Cortex-M55处理器满足了对高性能通用代码处理以及数字信号处理应用的需求。

向Thumb 指令集添加DSP 扩展和可选浮点单元(FPU)，旨在提高数值算法的性能。此外，它们提供了直接在 Cortex-M处理器上执行信号处理操作的机会，同时保持Cortex-M程序员模型的易用性。

2、IAR中DSP Libary的使用
Arm Cortex-M3 /M4处理器提供信号处理指令，例如SIMD（单指令多数据）。特别是Cortex-M4专为DSP应用而设计，它支持高级SIMD，MAC（乘法和累加）指令。此外，Cortex-M4F器件具有FPU（浮点单元），用于处理浮点计算。
有几种方法可以使用这些指令，例如使用汇编程序例程或内部函数，但最实用的方法之一是使用ArmCortex微控制器软件接口标准（CMSIS）DSP库。CMSIS-DSP库专为Cortex-M处理器而设计，它为数字信号处理提供优化的功能，如矩阵函数，统计函数，高级数学函数等。
IAREmbedded Workbench forArm中提供了预构建的CMSIS-DSP库及其源代码，在本文中，我们将了解如何将CMSIS-DSP库与IAREmbedded Workbench for Arm一起使用以及如何改进性能。
Configuringthe CMSIS-DSP library
配置CMSIS-DSP库：

让我们看看如何调用CMSIS-DSP功能及其性能。这里我们将使用sqrt（平方根）函数并与标准数学函数进行比较：
//#define DSP_Lib
#ifdef DSP_Lib
#include <arm_math.h>
#endif
#include <math.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
#ifdef DSP_Lib
  float32_t f_input_cmsis_dsp = 2;
  float32_t f_result_cmsis_dsp;
#endif
  float f_input = 2;
  float f_result;
#ifdef DSP_Lib
  /* Using CMSIS-DSP library */
  arm_sqrt_f32(f_input_cmsis_dsp,&f_result_cmsis_dsp);
  printf("f1: %f\n",f_result_cmsis_dsp);
#endif
  /* Standard math function */
  f_result = sqrt(f_input);
  printf("f2: %f\n",f_result);
  return 0;
}
结果如下
f1: 1.414214
f2: 1.414214
接下来，来看看性能：
IAR Embedded Workbench中的CYCLECOUNTER寄存器可用于检查正在运行的代码所消耗的周期数。在检查上次执行的C/ C ++源代码或汇编程序步骤期间的循环次数时，CCSTEP寄存器非常方便有用。

在这种情况下，CMSIS-DSPsqrt功能比标准数学函数快10倍以上。
arm_sqrt_f32 : 52 cycles
sqrt : 752 cycles
从这个简单的例子中，我们可以看到CMSIS-DSP非常易于使用，并且显着提高了性能。

bigbigcong

牛逼，学到了