特别说明：完整45期数字信号处理教程，原创高性能示波器代码全开源地址：链接

第6章 ARM官方DSP库的移植

% P6 B* ~  y; }2 b* _4 i

    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

. O" V  n7 n( m% @; o# o6.1 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）。

) B7 g# {3 Q+ g9 q6 ~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。

3 g7 N6 h" `  Z. J, w3 R9 n

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 F" R8 N5 [; H! W
3. 
   
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"
   
6. #define EXAMPLE_DATE        "2014-08-25"
   ) ]# @+ m! f; q
7. #define DEMO_VER         "1.0"
   
8. 
   # b4 ]. v9 |" M+ M. E! ]
9. /* 仅允许本文件内调用的函数声明 */
   
10. static void PrintfLogo(void);
    4 r, W* k2 m) Z/ G' v
11. 
    
12. /*
    7 ?) V/ I* m3 t& c7 E  H
13. *********************************************************************************************************
    0 W* `( T- q3 K. z
14. *        函 数 名: main
    
15. *        功能说明: c程序入口
    5 {# H! r' l5 ?9 k6 W* h
16. *        形 参：无
    
17. *        返 回 值: 错误代码(无需处理)
    ; n( D; P1 i: O' J4 ?8 U  F
18. *********************************************************************************************************
    + s1 ^- s/ e/ j. h4 @- V: q/ n; l
19. */
    - f* q- H7 _7 G/ Y
20. int main(void)
    6 v: [' s4 [0 p" F
21. {
    5 X$ t, X; c* t! s) U- X/ H8 O
22. uint8_t ucKeyCode;         /* 按键代码 */
    " q+ U4 s" h  }
23. float32_t pSrc;
    
24. float32_t pDst;
    
25. q31_t pSrc1;
    4 ]* C8 q( t$ r8 Y4 h
26. q31_t pDst1;
    
27. q15_t pSrc2;
    
28. q15_t pDst2;
    ! r( L7 M& J" n7 N7 J
29. 
    
30. bsp_Init();         /* 硬件初始化 */
    8 S, A5 K' C. |- f
31. PrintfLogo();        /* 打印例程信息到串口1 */
    3 P) T1 ~2 }/ o. d+ Y5 w( k9 y7 p! U0 P
32. 
    2 n& ~# S, H2 B: g& f
33. bsp_StartAutoTimer(0, 500);        /* 启动1个500ms的自动重装的定时器 */
    
34. 
    
35. /* 进入主程序循环体 */
    
36. while (1)
    9 S8 x7 I8 d  [+ o6 n
37. {
    
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. 
    / e1 E7 v; q3 E! v
40. if (bsp_CheckTimer(0))        /* 判断定时器超时时间 */
    8 f. J* W0 q! f" I, G9 A
41. {
    & ^5 F8 _% y& J$ e2 o
42. /* 每隔500ms 进来一次 */
    
43. bsp_LedToggle(4);        /* 翻转LED4的状态 */
    9 W7 E( j0 {  N. j: c% J
44. }
    ( W# g% H3 x/ Z
45. 
    
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 */
    , S4 g5 o$ A; h1 F6 `- J
48. if (ucKeyCode != KEY_NONE)
    0 K! D  s3 ]3 Q- f
49. {
      B# d: {  m: `8 z
50. switch (ucKeyCode)
    
51. {
    
52. case KEY_DOWN_K1:         /* K1键按下 */
    
53. pSrc -= 1.23f;
    ' D. Z  p$ |0 Q2 j- y
54. arm_abs_f32(&pSrc, &pDst, 1);
    
55. printf("pDst = %f\r\n", pDst);
    ' i- T7 ~2 o5 P  T) z3 k+ i* A
56. break;
    $ S2 e* g& W3 T1 v; ]3 b
57. case KEY_DOWN_K2:         /* K2键按下 */
    
58. pSrc1 -= 1;
    
59. arm_abs_q31(&pSrc1, &pDst1, 1);
    
60. printf("pDst1 = %d\r\n", pDst1);
    4 W: L" Z& l7 M( m
61. break;
    8 ?* ?4 X* B3 [7 B
62. 
    
63. case KEY_DOWN_K3:         /* K3键按下 */
    9 B7 Y8 j' A4 K: S) b1 u; K9 q
64. pSrc2 -= 1;
    
65. arm_abs_q15(&pSrc2, &pDst2, 1);
    
66. printf("pDst2 = %d\r\n", pDst2);
    
67. break;
    : t6 B  j) X; R: n
68. default:
    . e, d3 H; g1 B" l
69. /* 其它的键值不处理 */
    
70. break;
    ; t' `9 ?6 D; g* b9 a3 v
71. }
    6 O3 B  p, ^! H: _) q
72. }
    
73. }
    1 [( g/ ^8 d8 g- E
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。

, p4 Q/ ?2 }. E1 U' C6 U% F

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)
{
9 I8 i4 H+ o: ?% n4 l* l# d, U  uint16_t i,j;
     arm_rfft_instance_q15 S;
     /* 实数序列FFT长度 */
  I# S4 u+ N4 M+ E5 g- w( J   uint32_t fftSize = 32;
     /* 正变换 */
   uint32_t ifftFlag = 0;
     /* 码位倒序 */
5 H6 u! V6 b: s. a& C   uint32_t doBitReverse = 1;
2 Q+ u( K5 \3 b+ @$ F   
     /* 初始化结构体S */
6 z, K9 c* k" l& V8 R    arm_rfft_init_q15(&S, fftSize, ifftFlag, doBitReverse);
2 y  A8 L2 a! B% I! v$ q    一调用这个函数就会出故障
. P, W' {/ ^0 ?  E! V0 o. B! u) pLinking
Error[Lp011]: section placement failed
8 g! w( V9 P; |; m: ~8 @, Y            unable to allocate space for sections/blocks with a total estimated minimum size of 0x1456c bytes (max align 0x4) in <[0x08000000-0x0800ffff]>  
(total uncommitted space 0xfe78).
) I0 i9 ^- n3 B8 k1 Y6 y% vError while running Linker
3 j- A1 A: R3 J: F% zTotal number of errors: 1
Total number of warnings: 2
# J4 T! k: @7 L: ]- ]9 E" m
4 F( r$ W% [5 n) b( i- i

nizhenyuchina 发表于 2018-8-26 17:03
2 ^3 O+ w1 v7 K% o) a( f# V; }# ]! q2 q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 ...

& a- V- H. h$ U你的Flash超了。

请问一下 STM32 F103也是按照这个方法添加使用吗