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第6章 ARM官方DSP库的移植

3 i5 q# k) Z$ G

    本期教程主要讲解ARM官方DSP库的移植和一些相关知识的介绍。

    6.1 DSP库的下载和说明

    6.2 DSP库在MDK上的移植

    6.3 简易DSP库函数验证

    6.4 总结

; P) u" T9 l) e1 j/ F- W6.1 DSP库的下载和说明

    下面详细的给大家讲解一下官方DSP库的移植。

6.1.1 DSP库的下载

    DSP库是包含在CMSIS（Cortex Microcontroller Software Interface Standard）里面的，所以下载DSP库也就是下载CMSIS。有两个地方可以下载CMSIS，一个是ARM官网，一个是ST官网。首先说一下如何在ARM官网下载。

l 第一步：登陆ARM官方网址：http://www.arm.com/zh/

l 第二步：注册一个ID号，ARM官网不像ST官网，不注册就可以下载大部分资料，在ARM官网下载资料一定要注册一个ID。

l 第三步：具体注册过程就不多说了，按照提示步骤走即可。注册后可以简单的熟悉一下ARM官网的结构，然后查询我们需要下载的CMSIS，也可以直接在这里检索CMSIS即可。

  n 检索后打开界面如下：

  n 点击进去后，如下就是我们要找的CMSIS

关于ST官方上CMSIS的下载就不在这里赘述了，在STM32-V5开发板用户手册第5章：ST官方固件库介绍有详细的说明。

6.1.2 DSP库的说明

    这里我们以ST官方的F4系列固件库V1.3.0为标准进行移植。打开固件库里面的CMSIS文件，可以看到如下几个文件：

l 其中DSP_Lib中的文件如下：

Examples中的文件如下（这些是ARM官方提供的DSP实例）：

Source中的文件如下（这些是DSP库的源文件）：

一般情况下不建议将源文件加到工程里面，直接将ARM官方整理好的DSP库文件加入到工程中即可。不过需要查看库文件源码实现的话，可以加入源文件。

l Lib文件夹中就是DSP库文件

    打开后主要有以下三个文件夹：

    其中ARM文件夹中是我们可以加入到MDK中的DSP库，主要有以下几个版本：

    其中最后一个arm_cortexM4lf_math.lib是用于Cortex-M4系列带FPU的DSP库文件（l表示小端格式，b表示大端格式）。

/ i6 H) t; b: F2 h9 i% e! D
6.2 DSP库在MDK上的移植

    下面我们讲解一下如何在MDK上面移植DSP库，DSP库的移植相对比较容易。这里我们仅介绍如何移植DSP库到MDK上面，官方没有IAR版本的库，所以无法提供移植（可以尝试将源码在IAR中进行编译）。

6.2.1 第一步：建立MDK工程并添加DSP库

    为了方便起见，我们这里不再专门建立一个MDK工程了，直接以V5开发板中的例子：V5-101_按键检测和LED控制例程为模板进行添加即可。打开这个实例并在左侧添加针对Cortex-M4F的DSP库。

6.2.2 第二步：添加头文件路径

    添加DSP所需的头文件路径，这个头文件路径是已经在工程中添加好的，这里只是跟大家强调一下。

6.2.3 第三步：添加宏定义

    添加宏定义如下（这里将STM3240XX换成了STM32F40_41xxx）：

6.2.4 第四步：开启FPU

    需要客户通过MDK开启FPU，开启方法如下：

    另外根据ARM官方DSP库的要求，还需要设置宏__FPU_PRESENT为1，不过这个宏已经在文件stm32f4xx.h中设置了（为保险起见，建议把__FPU_PRESENT在第三步的地方也加上，因为部分DSP函数会因为没有这个声明而报错）。

6.2.5 第五步：添加头文件arm_math.h

    用到DSP库函数的相应的文件得添加#include "arm_math.h"的支持。

    按照上面五部操作即可完成DSP库的移植，移植好我们通过几个DSP库中的函数验证下是否正确。

6.3 简易DSP库函数验证

    这里我们主要运行下函数arm_abs_f32，arm_abs_q31，arm_abs_q15这三个函数，以此来验证我们移植的DSP库是否正确。

实验目的：

    1. 学习官方DSP库的移植

实验内容：

    1. 按下按键K1, 串口打印函数arm_abs_f32的输出结果

    2. 按下按键K2, 串口打印函数arm_abs_q31的输出结果

    3. 按下按键K3, 串口打印函数arm_abs_q15的输出结果

实验现象：

    通过窗口上位机软件SecureCRT（V5光盘里面有此软件）查看打印信息现象如下（分别按几次K1，K2，K3）：

程序设计：

    程序的设计也比较简单，通过按下不同的按键从而打印不同的DSP库函数执行结果，主程序如下：

1. #include "bsp.h"         /* 底层硬件驱动 */
   
2. #include "arm_math.h"
   
3. 
   / g/ A) T8 e. u* h0 {9 c0 Z
4. /* 定义例程名和例程发布日期 */
   
5. #define EXAMPLE_NAME        "V5-900_ARM官方DSP库的移植"
   # i$ T2 D' q; c" S4 p
6. #define EXAMPLE_DATE        "2014-08-25"
   
7. #define DEMO_VER         "1.0"
   1 o) w5 H6 Y1 F
8. 
   $ h- p+ v+ r8 V9 ]1 V% Z1 V3 ~! V
9. /* 仅允许本文件内调用的函数声明 */
   2 A% T, l( ^$ q
10. static void PrintfLogo(void);
    1 l" U. O. D" C) |% q2 O+ }
11. 
    1 @, M7 C: X) f$ w' v
12. /*
    
13. *********************************************************************************************************
    ; e/ A2 H) ?: w0 A* r9 M
14. *        函 数 名: main
    - E# ~1 a: X5 ~3 |" F
15. *        功能说明: c程序入口
    
16. *        形 参：无
    ! Z+ b5 M' P* @1 O% b+ e2 g
17. *        返 回 值: 错误代码(无需处理)
    9 F& B) x1 r0 Y, e
18. *********************************************************************************************************
    ' R' }! ]  ~% I* i( p
19. */
    . N; j& h+ y0 v
20. int main(void)
    ' F' ^- g$ q1 _( W7 s7 l) G  b0 ?
21. {
    
22. uint8_t ucKeyCode;         /* 按键代码 */
    
23. float32_t pSrc;
    6 q$ t+ |1 Q/ S" M, e) b
24. float32_t pDst;
    
25. q31_t pSrc1;
    7 z9 _  e9 ?! v; x+ K
26. q31_t pDst1;
    / H0 Q2 T9 f' n* n4 v2 R) K0 W2 ~& k
27. q15_t pSrc2;
    1 x8 Z! z3 ]: Y& m0 O  n; }% _, W3 n
28. q15_t pDst2;
    
29. 
    
30. bsp_Init();         /* 硬件初始化 */
    
31. PrintfLogo();        /* 打印例程信息到串口1 */
    * ?; w8 S# y# {0 C/ ^
32. 
    
33. bsp_StartAutoTimer(0, 500);        /* 启动1个500ms的自动重装的定时器 */
    6 g% {$ T  _. |" P+ p
34. 
    - R& [/ q; R3 `* ?& E
35. /* 进入主程序循环体 */
    3 Q$ ]. m% l# d! ?9 w  J) [
36. while (1)
    
37. {
    8 j! p( l, C( p# [+ e) P$ n5 n
38. bsp_Idle();         /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
    
39. 
    ' y% ]) D3 [7 Q3 r
40. if (bsp_CheckTimer(0))        /* 判断定时器超时时间 */
    
41. {
    4 Q7 S6 l: [9 o. P. o
42. /* 每隔500ms 进来一次 */
    1 t: V- C& s0 ~3 t1 ^/ |3 k2 x
43. bsp_LedToggle(4);        /* 翻转LED4的状态 */
    
44. }
    $ K5 N$ I3 i9 _! {' O7 N' ?
45. 
    ' r: e1 \% B  S4 y. r, \
46. /* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现，我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */
    
47. ucKeyCode = bsp_GetKey();        /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
    
48. if (ucKeyCode != KEY_NONE)
    ' ?9 H& a6 ~% R. L) u$ v
49. {
    
50. switch (ucKeyCode)
    4 x. l# m7 g4 Y1 z. K) u
51. {
    
52. case KEY_DOWN_K1:         /* K1键按下 */
    
53. pSrc -= 1.23f;
    " X* K5 [2 z3 b+ v- u/ s
54. arm_abs_f32(&pSrc, &pDst, 1);
    
55. printf("pDst = %f\r\n", pDst);
    $ S& ]+ f, B1 N0 l
56. break;
    1 i# B! x+ [/ X0 P& m
57. case KEY_DOWN_K2:         /* K2键按下 */
    
58. pSrc1 -= 1;
    ' j' D- H  K5 u0 g3 o
59. arm_abs_q31(&pSrc1, &pDst1, 1);
    
60. printf("pDst1 = %d\r\n", pDst1);
    
61. break;
    # y$ p: \) [8 O+ h
62. 
    % l7 N/ Y- h  ?, K; H2 Z/ }! h* w0 X
63. case KEY_DOWN_K3:         /* K3键按下 */
    6 W- V/ F9 z% f" i
64. pSrc2 -= 1;
    7 |1 f3 j/ p1 |+ y' c2 c7 J
65. arm_abs_q15(&pSrc2, &pDst2, 1);
    
66. printf("pDst2 = %d\r\n", pDst2);
    
67. break;
    * ?9 M' c" M( t2 L8 H- O
68. default:
    
69. /* 其它的键值不处理 */
    
70. break;
    2 I1 ~7 F( t# ?
71. }
    + R8 O+ |& c; r+ }3 {9 S8 N
72. }
    3 G4 G, k# i' ~2 M# q6 K
73. }
    3 G, B6 L6 h% o0 z; H9 X8 q! o
74. }

复制代码

6.4 总结

    本期教程主要跟大家介绍了官方DSP库的移植，相对来说移植也比较简单，建议初学的同学按照这个步骤移植一遍。

学习了，，，，，

学习了

学习了，支持

很详细，期待整一个集合贴~

学习一下

楼主我想问一下，我该怎么用iar平台来使用FFT库啊，我的芯片是64Kflash16Kram的，但是编译后老是出错解决不了，求解.
void FFTPro(void)
{
  uint16_t i,j;
     arm_rfft_instance_q15 S;
     /* 实数序列FFT长度 */
% w0 K+ W  F1 w+ p1 S' g" Y$ C   uint32_t fftSize = 32;
     /* 正变换 */
   uint32_t ifftFlag = 0;
) c: C: q4 R8 P8 S  F2 D5 V# G$ I     /* 码位倒序 */
   uint32_t doBitReverse = 1;
3 `1 M+ y/ P* Y; N# z- ?   
+ J# R" t* G$ E8 j5 d' _# T" }     /* 初始化结构体S */
, L/ K  E& t) Y2 Q- C+ Q" B) Z' Q    arm_rfft_init_q15(&S, fftSize, ifftFlag, doBitReverse);
    一调用这个函数就会出故障
+ L4 N1 ~1 v, rLinking
8 n. l! W( @; l+ V) d. ~2 \Error[Lp011]: section placement failed
3 h! ?. |9 M. A5 i            unable to allocate space for sections/blocks with a total estimated minimum size of 0x1456c bytes (max align 0x4) in <[0x08000000-0x0800ffff]>  
0 w1 y, c% n* P% P2 X) z(total uncommitted space 0xfe78).
2 W5 R) u, z: bError while running Linker
( c/ U# C+ {1 e$ WTotal number of errors: 1
Total number of warnings: 2

nizhenyuchina 发表于 2018-8-26 17:03
; ?& w& ^- ]% q. Z( I6 J+ R楼主我想问一下，我该怎么用iar平台来使用FFT库啊，我的芯片是64Kflash16Kram的，但是编译后老是出错解决不 ...

你的Flash超了。

请问一下 STM32 F103也是按照这个方法添加使用吗