如何使用STM32F4的DSP库
我们平常所使用的CPU为定点CPU，意思是进行整点数值运算的CPU。当遇到形如1.1+1.1的浮点数运算时，定点CPU就遇到大难题了。对于32位单片机，利用Q化处理能发挥他本身的性能，但是精度和速度仍然不会提高很多。
    现在设计出了一个新的CPU，叫做FPU，这个芯片专门处理浮点数的运算，这样处理器就将整点数和浮点数分开来处理，整点数交由定点CPU处理而浮点数交由FPU处理。我们见到过TI的DSP，还有STM32F4系列的带有DSP功能的微控制器。前者笔者没有用过，不作评论，而后者如果需要用到FPU的浮点运算功能，必须要进行一些必要的设置。
    首先，由于浮点运算在FPU中进行，所以首先应该使能FPU运行。在system_init()中，定义__FPU_PRESENT和__FPU_USED
/* FPU settings------------------------------------------------------------*/
  #if (__FPU_PRESENT == 1)&& (__FPU_USED == 1)
    SCB->CPACR |= ((3UL<< 10*2)|(3UL << 11*2));  /*set CP10 and CP11 Full Access */
  #endif
这样就使能了FPU。
    对于上述改变，当程序中出现这种简单的加减乘除运算FPU就起作用了。但是对于复杂的如三角运算、开方运算等，我们就需要加入math.h头文件。但是如果单纯的加入他，那么Keil会自动调用内部的math.h，该头文件是针对ARM处理器的，专门用于定点CPU和标准算法（IEEE-754）。对于使用了FPU的STM32F4是没有任何作用的。所以，需要将math.h换成ST的库，即arm_math.h。在该头文件中，涉及到另一个文件core_cmx.h（x=0、3、4），当然了，如同STM32F1系列一样，在工程中加入core_cm4.h即可。
    到这里，算是全部设置完毕，之差最后一步，调用！但是别小看了这一步，因为如果调用的不正确，前面的设置就白费了。在使用三角函数如sin()、cos()时不要直接写如上形式，因为他们函数的名字来自于math.h，所以你调用的仍旧是Keil库中的标准math.h。要使用arm_math.h中的arm_sin_f32()函数（见Line.5780，原函数见DSP_Lib\Source\FastMathFunctions），可以看到他利用的是三次样条插值法快速求值（见Line.263 /* Cubic interpolation process */）。
 
    注意一下例外函数，sqrt()，在arm_math.h中为arm_sqrt_f32()。使用他的时候需要同时开启#if(__FPU_USED == 1) && defined ( __CC_ARM  )才行，切记！
C语言中编程注意事项
static修饰的变量要理解static，就必须要先理解另一个与之相对的关键字，很多人可能都还不知道有这个关键字，那就是auto，其实我们通常声明的不用static修饰的变量，都是auto的，因为它是默认的，就象short和long总是默认为int一样；我们通常声明一个变量：
    int a;
    string s;
    其实就是：
    auto int a;
    auto string s;
    而static变量的声明是：
    static int a;
    static string s;
    这样似乎可以更有利于理解auto和static是一对成对的关键字吧，就像private，protected，public一样；
    对于static的不理解，其实就是对于auto的不理解，因为它是更一般的；有的东西你天天
在用，但未必就代表你真正了解它；auto的含义是由程序自动控制变量的生存周期，通常指的就是变量在进入其作用域的时候被分配，离开其作用域的时候被释放；而static就是不auto，变量在程序初始化时被分配，直到程序退出前才被释放；也就是static是按照程序的生命周期来分配释放变量的，而不是变量自己的生命周期；所以，像这样的例子：
    void func()
    {
        int a;
        static int b;
    }
    每一次调用该函数，变量a都是新的，因为它是在进入函数体的时候被分配，退出函数体的时候被释放，所以多个线程调用该函数，都会拥有各自独立的变量a，因为它总是要被重新分配的；而变量b不管你是否使用该函数，在程序初始化时就被分配的了，或者在第一次执行到它的声明的时候分配（不同的编译器可能不同），所以多个线程调用该函数的时候，总是访问同一个变量b，这也是在多线程编程中必须注意的！

static的全部用法：
1．类的静态成员：
class A
{
private:
    static int s_value;
};
    在cpp中必须对它进行初始化：
int A::s_value = 0;// 注意，这里没有static的修饰！
    类的静态成员是该类所有实例的共用成员，也就是在该类的范畴内是个全局变量，也可以理解为是一个名为A::s_value的全局变量，只不过它是带有类安全属性的；道理很简单，因为它是在程序初始化的时候分配的，所以只分配一次，所以就是共用的；
    类的静态成员必须初始化，道理也是一样的，因为它是在程序初始化的时候分配的，所以必须有初始化，类中只是声明，在cpp中才是初始化，你可以在初始化的代码上放个断点，在程序执行main的第一条语句之前就会先走到那；如果你的静态成员是个类，那么就
会调用到它的构造函数；

2．类的静态函数：
class A
{
private:
    static void func(int value);
};
    实现的时候也不需要static的修饰，因为static是声明性关键字；
类的静态函数是在该类的范畴内的全局函数，不能访问类的私有成员，只能访问类的静态成员，不需要类的实例即可调用；实际上，它就是增加了类的访问权限的全局函数：void A::func(int)；
    静态成员函数可以继承和覆盖,但无法是虚函数;

3．只在cpp内有效的全局变量：
    在cpp文件的全局范围内声明：
    static int g_value = 0;
    这个变量的含义是在该cpp内有效，但是其他的cpp文件不能访问这个变量；如果有两个cpp文件声明了同名的全局静态变量，那么他们实际上是独立的两个变量；
    如果不使用static声明全局变量：
    int g_value = 0;
    那么将无法保证这个变量不被别的cpp共享，也无法保证一定能被别的cpp共享，因为要让多个cpp共享一个全局变量，应将它声明为extern（外部）的；也有可能编译会报告变量被重复定义；总之不建议这样的写法，不明确这个全局变量的用法；
    如果在一个头文件中声明：
    static int g_vaule = 0;
    那么会为每个包含该头文件的cpp都创建一个全局变量，但他们都是独立的；所以也不建议这样的写法，一样不明确需要怎样使用这个变量，因为只是创建了一组同名而不同作用域的变量；
    这里顺便说一下如何声明所有cpp可共享的全局变量，在头文件里声明为extern的：
    extern int g_value;     // 注意，不要初始化值！
    然后在其中任何一个包含该头文件的cpp中初始化（一次）就好：
    int g_value = 0;     // 初始化一样不要extern修饰，因为extern也是声明性关键字；
    然后所有包含该头文件的cpp文件都可以用g_value这个名字访问相同的一个变量；
   
4．只在cpp内有效的全局函数：
    在cpp内声明：
    static void func();
    函数的实现不需要static修饰，那么这个函数只可在本cpp内使用，不会同其他cpp中的同名函数引起冲突；道理和如果不使用static会引起的问题和第3点一样；不要在头文件中声明static的全局函数，不要在cpp内声明非static的全局函数，如果你要在多个cpp中复用该函数，就把它的声明提到头文件里去，否则在cpp内部声明需要加上static修饰；在C语言中这点由为重要！
ARM中的RO、RW和ZI DATA
一直以来对于ARM体系中所描述的RO，RW和ZI数据存在似是而非的理解，这段时间对其仔细了解了一番，发现了一些规律，理解了一些以前书本上有的但是不理解的东西，我想应该有不少人也有和我同样的困惑，因此将我的一些关于RO，RW和ZI的理解写出来，希望能对大家有所帮助。
要了解RO，RW和ZI需要首先了解以下知识：
ARM程序的组成
此处所说的“ARM程序”是指在ARM系统中正在执行的程序，而非保存在ROM中的bin映像（image）文件，这一点清注意区别。
一个ARM程序包含3部分：RO，RW和ZI
RO是程序中的指令和常量
RW是程序中的已初始化变量
ZI是程序中的未初始化的变量
由以上3点说明可以理解为：
RO就是readonly，
RW就是read/write，
ZI就是zero
ARM映像文件的组成
所谓ARM映像文件就是指烧录到ROM中的bin文件，也成为image文件。以下用Image文件来称呼它。
Image文件包含了RO和RW数据。
之所以Image文件不包含ZI数据，是因为ZI数据都是0，没必要包含，只要程序运行之前将ZI数据所在的区域一律清零即可。包含进去反而浪费存储空间。
Q：为什么Image中必须包含RO和RW？
A：因为RO中的指令和常量以及RW中初始化过的变量是不能像ZI那样“无中生有”的。
ARM程序的执行过程
从以上两点可以知道，烧录到ROM中的image文件与实际运行时的ARM程序之间并不是完全一样的。因此就有必要了解ARM程序是如何从ROM中的image到达实际运行状态的。
实际上，RO中的指令至少应该有这样的功能：
1. 将RW从ROM中搬到RAM中，因为RW是变量，变量不能存在ROM中。
2. 将ZI所在的RAM区域全部清零，因为ZI区域并不在Image中，所以需要程序根据编译器
给出的ZI地址及大小来将相应得RAM区域清零。ZI中也是变量，同理：变量不能存在ROM中
在程序运行的最初阶段，RO中的指令完成了这两项工作后C程序才能正常访问变量。否则只能运行不含变量的代码。
说了上面的可能还是有些迷糊，RO，RW和ZI到底是什么，下面我将给出几个例子，最直观的来说明RO，RW，ZI在C中是什么意思。
1; RO
看下面两段程序，他们之间差了一条语句，这条语句就是声明一个字符常量。因此按照我们之前说的，他们之间应该只会在RO数据中相差一个字节（字符常量为1字节）。
Prog1：
#include <stdio.h>
void main(void)
{
;
}
Prog2：
#include <stdio.h>
const char a = 5；
void main(void)
{
;
}
Prog1编译出来后的信息如下：
================================================================================
Code    RO Data      RW Data      ZI Data      Debug
948          60                0                  96              0                Grand Totals
================================================================================
Total RO  Size(Code + RO Data)                            1008  ( 0.98kB)
Total RW    Size(RW Data + ZI Data)                        96      ( 0.09kB)
Total ROM Size(Code + RO Data + RW Data)          1008  ( 0.98kB)
================================================================================
Prog2编译出来后的信息如下：
================================================================================
Code      RO Data      RW Data          ZI Data        Debug
948          61                0                      96              0            Grand Totals
================================================================================
Total    RO  Size(Code + RO Data)                      1009    ( 0.99kB)
Total    RW  Size(RW Data + ZI Data)                    96        ( 0.09kB)
Total    ROM Size(Code + RO Data + RW Data)    1009    ( 0.99kB)
================================================================================
以上两个程序编译出来后的信息可以看出：
Prog1和Prog2的RO包含了Code和RO Data两类数据。他们的唯一区别就是Prog2的RO Data比Prog1多了1个字节。这正和之前的推测一致。
如果增加的是一条指令而不是一个常量，则结果应该是Code数据大小有差别。
2; RW
同样再看两个程序，他们之间只相差一个“已初始化的变量”，按照之前所讲的，已初始化的变量应该是算在RW中的，所以两个程序之间应该是RW大小有区别。
Prog3：
#include <stdio.h>
void main(void)
{
;
}
Prog4：
#include <stdio.h>
char a = 5；
void main(void)
{
;
}
Prog3编译出来后的信息如下：
================================================================================
Code      RO Data      RW Data        ZI Data      Debug
948            60                  0                  96                0          Grand Totals
================================================================================
Total    RO    Size(Code + RO Data)                        1008 ( 0.98kB)
Total    RW  Size(RW Data + ZI Data)                    96    ( 0.09kB)
Total    ROM Size(Code + RO Data + RW Data)    1008 ( 0.98kB)
================================================================================
Prog4编译出来后的信息如下：
================================================================================
Code        RO Data          RW Data        ZI Data          Debug
948            60                      1                    96                  0            Grand Totals
================================================================================
Total    RO    Size(Code + RO Data)                          1008 ( 0.98kB)
Total    RW    Size(RW Data + ZI Data)                        97    ( 0.09kB)
Total    ROM Size(Code + RO Data + RW Data)          1009 ( 0.99kB)
================================================================================
可以看出Prog3和Prog4之间确实只有RW Data之间相差了1个字节，这个字节正是被初始化过的一个字符型变量“a”所引起的。

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。