定点DSP的浮点数操作耗时实验

原创

小_tiger 2022-04-15 14:57:49 博主文章分类：DSC/PSD/MCU ©著作权

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以经典的F28035为例，对于习惯了浮点DSP的朋友来说，用定点DSP，刚开会感觉很烦人，算个数特别麻烦。特别是经常要计算小数，也就是浮点数，例如3.14*3.22，这样的计算在浮点DSP里面不是事儿，很快，但是在定点dsp里面，仅仅这个简单的乘法，就好消耗2us的时间，这样想完成一定功能的计算，那时间消耗多得让控制功能无法实现。

F28035系统时钟定位60M, 周期为16.67s

但是如果在定点DSP里面进行浮点数的读取和赋值呢？这个会不会消耗很多时间呢？

下面对一些列的情况做实验来具体看看，以加深印象。

实验思路是，通过置低，置高IO口，在这个置低置高之间插入语句，通过示波器看低电平确定语句执行时间。

大概形式如下：

volatile float      f32Temp    = 0.45785;
volatile float      f32Temp1   = 235435.544;
volatile Uint32     u32CNTemp  = 3454324;
volatile Uint32     u32CNTemp1 = 1234556;

void main(void)
{
    Chipinit();
	while(1)
    {
	    GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIO28 = 1;  //1
        GpioDataRegs.GPASET.bit.GPIO28 = 1;

        GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIO28 = 1;  //2
        u32CNTemp = u32CNTemp1;  u32CNTemp = u32CNTemp1;  
        u32CNTemp = u32CNTemp1;  u32CNTemp = u32CNTemp1;   u32CNTemp = u32CNTemp1;
        GpioDataRegs.GPASET.bit.GPIO28 = 1;
    }
}

GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIO28 = 1; //1
GpioDataRegs.GPASET.bit.GPIO28 = 1;这两句话，对应下面第一个低电平，时间为118ns

GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIO28 = 1; //2
u32CNTemp = u32CNTemp1; u32CNTemp = u32CNTemp1; u32CNTemp = u32CNTemp1; u32CNTemp = u32CNTemp1; u32CNTemp = u32CNTemp1;
GpioDataRegs.GPASET.bit.GPIO28 = 1;这段话对应下面第二个低电平，时间为300ns，中间执行了五条整形赋值语句，300-118=182,182/5 = 36.4ns, 36.4/16.666667=2.18个系统时钟周期，

即一条整形赋值语句耗费2sysclk。

定点DSP的浮点数操作耗时实验_算法

再讲赋值改为浮点数据赋值：

        GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIO28 = 1;  //1
        GpioDataRegs.GPASET.bit.GPIO28 = 1;

        GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIO28 = 1;  //3
        f32Temp = f32Temp1;  f32Temp = f32Temp1;   f32Temp = f32Temp1;   f32Temp =                  f32Temp1;     f32Temp = f32Temp1;
        GpioDataRegs.GPASET.bit.GPIO28 = 1;

下图是五条浮点数赋值的情况，第二个低电平时间为400ns，282/5=56.4ns，56.4/16.6667=3.38

即执行一条浮点数的赋值语句耗时大概3个sysclk。

定点DSP的浮点数操作耗时实验_赋值_02

	    GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIO28 = 1;  //1
        GpioDataRegs.GPASET.bit.GPIO28 = 1;

        GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIO28 = 1;  //4
        u32CNTemp = u32CNTemp1 + u32CNTemp;  
        u32CNTemp = u32CNTemp1 + u32CNTemp;   u32CNTemp = u32CNTemp1 + u32CNTemp;   
        u32CNTemp = u32CNTemp1 + u32CNTemp;    u32CNTemp = u32CNTemp1 + u32CNTemp;
        GpioDataRegs.GPASET.bit.GPIO28 = 1;

再看上面的整形数加法，下面第二个电平可以看出，一条整数加法大概3个sysclk

定点DSP的浮点数操作耗时实验_浮点数_03

再来看浮点数加法，如下，就写一条

	    GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIO28 = 1;  //1
        GpioDataRegs.GPASET.bit.GPIO28 = 1;

        GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIO28 = 1;  //5
        f32Temp = f32Temp + f32Temp1;
        GpioDataRegs.GPASET.bit.GPIO28 = 1;

下图第二个低电平时间为3.3us，即执行浮点加法：f32Temp = f32Temp + f32Temp1;耗费的时间3us以上。

定点DSP的浮点数操作耗时实验_浮点数_04