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|  V1.0  |  2020-03-05  |  gingko  |  初次建立  | 

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===== STM32CubeMX教程二十一——	DSP_MATH实验 =====
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1.在主界面选择File-->New Project   或者直接点击ACCEE TO MCU SELECTOR  
{{ :icore4t:icore4t_cube_21_1.png?direct |}} 
2.出现芯片型号选择，搜索自己芯片的型号，双击型号，或者点击Start Project进入配置
在搜索栏的下面，提供的各  种查找方式，可以选择芯片内核，型号，等等，可以帮助你查找芯片。本实验选取的芯片型号为：STM32H750IBKx。
{{ :icore4t:icore4t_cube_21_2.png?direct |}} 
3.配置RCC，使用外部时钟源
{{ :icore4t:icore4t_cube_21_3.png?direct |}} 
4.时基源选择SysTick
{{ :icore4t:icore4t_cube_21_4.png?direct |}} 
5.将PA10,PB7,PB8设置为GPIO_Output
{{ :icore4t:icore4t_cube_21_5.png?direct |}} 
6.引脚模式配置
{{ :icore4t:icore4t_cube_21_6.png?direct |}} 
{{ :icore4t:icore4t_cube_21_7.png?direct |}} 
7.设置串口
{{ :icore4t:icore4t_cube_21_8.png?direct |}} 
8.在NVIC Settings一栏使能接收中断
{{ :icore4t:icore4t_cube_21_9.png?direct |}} 
9.时钟源设置，选择外部高速时钟源，配置为最大主频
{{ :icore4t:icore4t_cube_21_10.png?direct |}} 
10.工程文件的设置, 这里就是工程的各种配置 我们只用到有限几个，其他的默认即可  IDE我们使用的是 MDK V5.27
{{ :icore4t:icore4t_cube_21_11.png?direct |}} 
11.点击Code Generator，进行进一步配置
{{ :icore4t:icore4t_cube_21_12.png?direct |}} 
  * **Copy all used libraries into the project folder**
  * **将HAL库的所有.C和.H都复制到所建工程中**
    * 优点：这样如果后续需要新增其他外设又可能不再用STM32CubeMX的时候便会很方便
    * 缺点：体积大，编译时间很长
  * **Copy only the necessary library files**
  * **只复制所需要的.C和.H（推荐）**
    * 优点：体积相对小，编译时间短，并且工程可复制拷贝
    * 缺点：新增外设时需要重新用STM32CubeMX导入
  * **Add necessary library files as reference in the toolchain project configuration file**
  * **不复制文件，直接从软件包存放位置导入.C和.H**
    * 优点：体积小，比较节约硬盘空间
    * 缺点：复制到其他电脑上或者软件包位置改变，就需要修改相对应的路径
  * 自行选择方式即可
12.然后点击GENERATE CODE  创建工程
{{ :icore4t:icore4t_cube_21_13.png?direct |}} 
创建成功，打开工程。

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===== 实验二十一：DSP_MATH实验 =====

==== 一、 实验目的与意义 ====

  - 了解STM32 DSP结构。
  - 了解STM32 DSP特征。
  - 掌握DSP的使用方法。
  - 掌握STM32 HAL库中DSP属性的配置方法。
  - 掌握KEILMDK 集成开发环境使用方法。
==== 二、 实验设备及平台 ====

  - iCore4T 双核心板。[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c.w137644-251734891.3.5923532fDrMDOe&id=610595120319|点击购买]]
  - JLINK（或相同功能）仿真器。[[https://item.taobao.com/item.htm?id=554869837940|点击购买]]
  - Micro USB线缆。
  - Keil MDK 开发平台。
  - STM32CubeMX开发平台。
  - 装有WIN XP（及更高版本）系统的计算机。
==== 三、 实验原理 ====

=== 1.DSP简介 ===
  * STMH32H7采用Cortex-M7内核，相比Cortex-M3系列除了内置硬件FPU单元，在数字信号处理方面还增加了DSP指令集，支持诸如单周期乘加指令（MAC），优化的单指令多数据指令（SIMD），饱和算数等多种数字信号处理指令集。相比Cortex-M3，Cortex-M4在数字信号处理能力方面得到了大大的提升。Cortex-M7执行所有的DSP指令集都可以在单周期内完成，而Cortex-M3需要多个指令和多个周期才能完成同样的功能。
  * 接下来我们来看看Cortex-M7的两个DSP指令：MAC指令（32位乘法累加）和SIMD指令。
  * 32位乘法累加（MAC）单元包括新的指令集，能够在单周期内完成一个32×32+64→64的操作或两个16×16的操作，其计算能力，如下表所示：
{{ :icore4t:icore4t_arm_hal_21_1.png?direct |}} 
  * Cortex-M7支持SIMD指令集，这在Cortex-M3/M0系列是不可用的。上述表中的指令，有的属于SIMD指令。与硬件乘法器一起工作（MAC），使所有这些指令都能在单个周期内执行。受益于SIMD指令的支持，Cortex-M4处理器能在单周期内完成高达32×32+64→64的运算，为其他任务释放处理器的带宽，而不是被乘法和加法消耗运算资源。
  * 比如一个比较复杂的运算：两个16×16乘法加上一个32位加法，如图所示：
{{ :icore4t:icore4t_arm_hal_21_2.png?direct |}}

==== 四、 实验程序 ====

=== 1.主函数 ===
<code c>
int main(void)
{
    int i,j;
    int res;
    int time[2];
    static int error_flag = 0;
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();

    i2c.initialize();
    axp152.initialize();
    axp152.set_dcdc1(3500);//[ARM & FPGA BK1/2/6 &OTHER]
    axp152.set_dcdc2(1200);//[FPGA INT & PLL D]
    axp152.set_aldo1(2500);//[FPGA PLL A]
    axp152.set_dcdc4(3300);//[POWER_OUTPUT]
    axp152.set_dcdc3(3300);//[FPGA BK4][Adjustable]
    axp152.set_aldo2(3300);//[FPGA BK3][Adjustable]
    axp152.set_dldo1(3300);//[FPGA BK7][Adjustable]
    axp152.set_dldo2(3300);//[FPGA BK5][Adjustable]
    MX_GPIO_Init();
    MX_USART2_UART_Init();

    usart2.initialize(115200);
    usart2.printf("\x0c");                //清屏 
    usart2.printf("\033[1;32;40m");       //设置终端字体为绿色 
    usart2.printf("Hello, I am iCore4T!\r\n\r\n");
    usart2.printf("DSP BasicMath TEST......\r\n"); 
    while (1)
    {
        uwTick = 0;
        for(j = 0;j < 10000;j++){
            for(i = 0;i < MAX_BLOCKSIZE;i ++){
                res = SinCos_Test(testInput_f32[i],0);
                if(res != 0)error_flag ++;
            }
        }
        time[0] = HAL_GetTick();
        uwTick = 0;
        for(j = 0;j < 10000;j++){
            for(i = 0;i < MAX_BLOCKSIZE;i ++){
                res = SinCos_Test(testInput_f32[i],1);
                if(res != 0)error_flag ++;
            }
        }
        time[1] = HAL_GetTick(); 
        if(error_flag == 0){
            usart2.printf("*NO DSP MATHLIB runtime:%dms *USE DSP MATHLIB runtime:%dms\r",time[0], time[1]);
            LED_ON;
        }
        else{
            usart2.printf("Error\r");     
            LED_OFF;
        }
  }
}

</code>
=== 2.SinCos_Test函数 ===
<code c>
int SinCos_Test(float testInput,unsigned char mode)
{
    float Sinx,Cosx;
    float Result;
    switch (mode){
        case 0:                             //不适用DSP MATH库 
            Sinx = sinf(testInput);         //不适用DSP优化的sin，cos函数
            Cosx = cosf(testInput);
            Result = Sinx*Sinx + Cosx*Cosx; //计算结果应该等于1
            Result = fabsf(Result-1.0f);    //对比与1的差值
            if(Result > DELTA)return -1;    //判断
            break;
        case 1://使用DSP MATH库
            Sinx = arm_sin_f32(testInput);  //适用DSP优化的sin，cos函数
            Cosx = arm_cos_f32(testInput);
            Result = Sinx*Sinx + Cosx*Cosx; //计算结果应该等于1
            Result = fabsf(Result-1.0f);    //对比与1的差值
            if(Result > DELTA)return -1;    //判断
            break;
        default:
            break;
    }    
    return 0;
}

</code>
==== 五、 实验步骤 ====

  - 把仿真器与iCore4T的SWD调试口相连（直接相连或者通过转接器相连）；
  - 把iCore4T通过Micro USB线与计算机相连，为iCore4T供电；
  - 打开Keil MDK 开发环境，并打开本实验工程；
  - 烧写程序到iCore4T上；
  - 也可以进入Debug 模式，单步运行或设置断点验证程序逻辑。
==== 六、 实验现象 ====

  * 本实验进行进行DSP浮点运算测试，分别测试出不使用DSP MATH和使用DSP MATH的运算时间，进行对比。测试成功LED点亮，并在终端上显示不使用DSP MATH和使用DSP MATH的运算时间；测试失败LED不亮，并在终端上显示“Error”。
{{ :icore4t:icore4t_arm_hal_21_3.png?direct |}}