【安富莱DSP教程】第6章 ARM官方DSP库的移植

席萌0209 · 发表于 2015-3-16 11:25:08

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第6章 ARM官方DSP库的移植

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

6.1 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）。

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：

#include "bsp.h" /* 底层硬件驱动 */
#include "arm_math.h"
/* 定义例程名和例程发布日期 */
#define EXAMPLE_NAME "V5-900_ARM官方DSP库的移植"
#define EXAMPLE_DATE "2014-08-25"
#define DEMO_VER "1.0"
/* 仅允许本文件内调用的函数声明 */
static void PrintfLogo(void);
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: main
* 功能说明: c程序入口
* 形参：无
* 返回值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
uint8_t ucKeyCode; /* 按键代码 */
float32_t pSrc;
float32_t pDst;
q31_t pSrc1;
q31_t pDst1;
q15_t pSrc2;
q15_t pDst2;
bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
PrintfLogo(); /* 打印例程信息到串口1 */
bsp_StartAutoTimer(0, 500); /* 启动1个500ms的自动重装的定时器 */
/* 进入主程序循环体 */
while (1)
{
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 */
if (bsp_CheckTimer(0)) /* 判断定时器超时时间 */
{
/* 每隔500ms 进来一次 */
bsp_LedToggle(4); /* 翻转LED4的状态 */
}
/* 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。 */
ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
if (ucKeyCode != KEY_NONE)
{
switch (ucKeyCode)
{
case KEY_DOWN_K1: /* K1键按下 */
pSrc -= 1.23f;
arm_abs_f32(&pSrc, &pDst, 1);
printf("pDst = %f\r\n", pDst);
break;
case KEY_DOWN_K2: /* K2键按下 */
pSrc1 -= 1;
arm_abs_q31(&pSrc1, &pDst1, 1);
printf("pDst1 = %d\r\n", pDst1);
break;
case KEY_DOWN_K3: /* K3键按下 */
pSrc2 -= 1;
arm_abs_q15(&pSrc2, &pDst2, 1);
printf("pDst2 = %d\r\n", pDst2);
break;
default:
/* 其它的键值不处理 */
break;
}
}
}
}