Форум РадиоКот

Приветствую всех!
Нужна помощь тех, кто знает как работать с этими библиотеками.
Возникла задача - считать синусы и косинусы, если использовать библиотеку math.h и функции cosf sinf, то без оптимизации кода по скорости на каждое вычисление синуса и косинуса требуется 240 тактов процессора, если с оптимизацией, то 160. Хочу быстрее

Вернее надо.

Среда IAR 6.5

Посоветовали пользоваться библиотекой arm_math, но для этого надо подключить файлы arm_math.h system_ARMCM4.c
Подключил.
В результате при компиляции вываливается ошибка
Fatal Error[Pe1696]: cannot open source file "ARMCM4.h" D:\ARM\CortexM4F\CortexM4_TestBoard\inc\Sys\system_ARMCM4.c 25

Копался в поисковиках очень долго, единственное вменяемое http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=59&t=105037, "задефайнил" ARM_MATH_CM4 не помогло.

В приложении сам проект во всеми используемыми файлами

Не подключать system_ARMCM4.c

И -

Код: Выделить всё

//#include "math.h"
#include <arm_math.h>

и вуаля :

Код: Выделить всё

\                                 In section .text, align 4, keep-with-next
     44             void mathFun (void) {
   \                     _Z7mathFunv: (+1)
   \   00000000   0xB510             PUSH     {R4,LR}
     45          
     46            alpha=0.1; //угол, сука, уже в радианах!!!! это очень удобно
   \   00000002   0x....             LDR.N    R4,??DataTable3_4
     47            c=10;
   \   00000004   0x....             LDR.N    R0,??DataTable3_5  ;; 0x41200000
   \   00000006   0x6060             STR      R0,[R4, #+4]
   \   00000008   0xED9F 0x....      VLDR.W   S0,??DataTable3  ;; 0x3dcccccd
   \   0000000C   0xED84 0x0A02      VSTR     S0,[R4, #+8]
     48            a=c*arm_sin_f32(alpha);    //Однако, пришла печаль. Без FPU на это действие надо 700 тактов!!! Берем проц с 4 ядром
   \   00000010   0x.... 0x....      BL       arm_sin_f32
   \   00000014   0xEDD4 0x0A01      VLDR     S1,[R4, #+4]
   \   00000018   0xEE20 0x0A80      VMUL.F32 S0,S1,S0
   \   0000001C   0xED84 0x0A00      VSTR     S0,[R4, #0]

Ну и у меня 7.20 и надо стартап менят ибо :

Warning[25]: Label 'XXXXX_IRQHandler' is defined pubweak in a section implicitly declared root

А здесь кусок листинга из arm_sin_f32.c

Спойлер

Код: Выделить всё


    206            /* input x is in radians */
    207            /* Scale the input to [0 1] range from [0 2*PI] , divide input by 2*pi */
    208            in = x * 0.159154943092f;
   \                     arm_sin_f32: (+1)
   \   00000000   0xEDDF 0x....      VLDR.W   S1,??DataTable1  ;; 0x3e22f983
   \   00000004   0xEE60 0x0A20      VMUL.F32 S1,S0,S1
    209          
    210            /* Calculation of floor value of input */
    211            n = (int32_t) in;
   \   00000008   0xEEBD 0x1AE0      VCVT.S32.F32 S2,S1
    212          
    213            /* Make negative values towards -infinity */
    214            if(x < 0.0f)
   \   0000000C   0xEEB5 0x0A40      VCMP.F32 S0,#0.0
   \   00000010   0xEE11 0x0A10      VMOV     R0,S2
   \   00000014   0xEEF1 0xFA10      FMSTAT   
   \   00000018   0xBF48             IT       MI 
    215            {
    216              n = n - 1;
   \   0000001A   0x1E40             SUBMI    R0,R0,#+1
    217            }
    218          
    219            /* Map input value to [0 1] */
    220            in = in - (float32_t) n;
   \   0000001C   0xEE00 0x0A10      VMOV     S0,R0
   \   00000020   0xEEB8 0x0AC0      VCVT.F32.S32 S0,S0
   \   00000024   0xEE30 0x0AC0      VSUB.F32 S0,S1,S0
    221          
    222            /* Calculation of index of the table */
    223            index = (uint32_t) (tableSize * in);
   \   00000028   0xEDDF 0x....      VLDR.W   S1,??DataTable1_1  ;; 0x43800000
   \   0000002C   0xEE20 0x0A20      VMUL.F32 S0,S0,S1
   \   00000030   0xEEFC 0x0AC0      VCVT.U32.F32 S1,S0
    224          
    225            /* fractional value calculation */
    226            fract = ((float32_t) tableSize * in) - (float32_t) index;
   \   00000034   0xEEB8 0x1A60      VCVT.F32.U32 S2,S1
   \   00000038   0xEE30 0x0A41      VSUB.F32 S0,S0,S2
    227          
    228            /* Initialise table pointer */
    229            tablePtr = (float32_t *) & sinTable[index];
    230          
    231            /* Read four nearest values of output value from the sin table */
    232            a = *tablePtr++;
    233            b = *tablePtr++;
    234            c = *tablePtr++;
    235            d = *tablePtr++;
    236          
    237            /* Cubic interpolation process */
    238            wa = -(((0.166666667f) * (fract * (fract * fract))) +
    239                   ((0.3333333333333f) * fract)) + ((0.5f) * (fract * fract));
    240            wb = (((0.5f) * (fract * (fract * fract))) -
    241                  ((fract * fract) + ((0.5f) * fract))) + 1.0f;
    242            wc = (-((0.5f) * (fract * (fract * fract))) +
    243                  ((0.5f) * (fract * fract))) + fract;
    244            wd = ((0.166666667f) * (fract * (fract * fract))) -
    245              ((0.166666667f) * fract);
    246          
    247            /* Calculate sin value */
    248            sinVal = ((a * wa) + (b * wb)) + ((c * wc) + (d * wd));
    249          
    250            /* Return the output value */
    251            return (sinVal);
   \   0000003C   0xEE20 0x2A00      VMUL.F32 S4,S0,S0
   \   00000040   0xEE62 0x2A00      VMUL.F32 S5,S4,S0
   \   00000044   0xED9F 0x....      VLDR.W   S6,??DataTable1_2  ;; 0x3e2aaaab
   \   00000048   0x.... 0x....      ADR.W    R0,sinTable
   \   0000004C   0xEE10 0x1A90      VMOV     R1,S1
   \   00000050   0xEE62 0x3A83      VMUL.F32 S7,S5,S6
   \   00000054   0xEB00 0x0081      ADD      R0,R0,R1, LSL #+2
   \   00000058   0xEEB6 0x4A00      VMOV.F32 S8,#0.5
   \   0000005C   0xEDDF 0x....      VLDR.W   S9,??DataTable1_3  ;; 0x3eaaaaab
   \   00000060   0xEEB0 0x5A63      VMOV.F32 S10,S7
   \   00000064   0xEE22 0x4A04      VMUL.F32 S8,S4,S8
   \   00000068   0xEE00 0x5A24      VMLA.F32 S10,S0,S9
   \   0000006C   0xEDD0 0x0A00      VLDR     S1,[R0, #0]
   \   00000070   0xEE74 0x4A45      VSUB.F32 S9,S8,S10
   \   00000074   0xEE64 0x0AA0      VMUL.F32 S1,S9,S1
   \   00000078   0xEEF6 0x4A00      VMOV.F32 S9,#0.5
   \   0000007C   0xEEB6 0x5A00      VMOV.F32 S10,#0.5
   \   00000080   0x1D00             ADDS     R0,R0,#+4
   \   00000082   0xEE62 0x4AA4      VMUL.F32 S9,S5,S9
   \   00000086   0xEE00 0x2A05      VMLA.F32 S4,S0,S10
   \   0000008A   0xEE34 0x2AC2      VSUB.F32 S4,S9,S4
   \   0000008E   0xED90 0x1A00      VLDR     S2,[R0, #0]
   \   00000092   0xEEF7 0x4A00      VMOV.F32 S9,#1.0
   \   00000096   0x1D00             ADDS     R0,R0,#+4
   \   00000098   0xEE32 0x2A24      VADD.F32 S4,S4,S9
   \   0000009C   0xEE42 0x0A01      VMLA.F32 S1,S4,S2
   \   000000A0   0xEDD0 0x1A00      VLDR     S3,[R0, #0]
   \   000000A4   0xEEBE 0x1A00      VMOV.F32 S2,#-0.5
   \   000000A8   0x1D00             ADDS     R0,R0,#+4
   \   000000AA   0xEE02 0x4A81      VMLA.F32 S8,S5,S2
   \   000000AE   0xEE34 0x1A00      VADD.F32 S2,S8,S0
   \   000000B2   0xEE40 0x3A43      VMLS.F32 S7,S0,S6
   \   000000B6   0xEE21 0x1A21      VMUL.F32 S2,S2,S3
   \   000000BA   0xED90 0x0A00      VLDR     S0,[R0, #0]
   \   000000BE   0xEE03 0x1A80      VMLA.F32 S2,S7,S0
   \   000000C2   0xEE30 0x0A81      VADD.F32 S0,S1,S2
   \   000000C6   0x4770             BX       LR               ;; return
    252

Спасибо! Все заработало. Выиграл еще 10 тактов

стало 150

Думаю, быстрее уже не выйдет, к сожалению. Но это уже кудал лучше чем на ядре без FPU, где вычисления были в 5!!! раз медленнее.

Cat, собственно все есть в справке на CMSIS , конкретно CMSIS DSP Software Library .

Советую также обновить IAR и CMSIS , первый знамо где лежит второе качается с сайта ARM совершенно бесплатно .
Ну и по организации проекта - хэдеры нет нужды подключать к проекту , достаточно прописать пути в препроцессоре и включить их в исходнике.

Ну и SPL ... Не стоит она того чтоб тратить на нее свое время...

Честно говоря, ни разу не сталкивался с задачей такой точности, где б на вычисление синуса таблицы с интерполяцией не хватало

int32_t sin_table[256]; //0xFFFF0000 соответствует -1, 0x0000FFFF соотв. +1

void InitSinTab(void)
// тут прошу прощения, с нецелочисленной математикой на си не занимался,
так что инициализация не скомпелится, но смысл должен быть понятен
{
for (int i=0;i<256;i++) sin_table = 65535*sin(i*2*pi/256);
}
// а тут идет чисто целочисленная математика
int32_t my_sin (int32_t A) // аргумент A=65536 соответствует 2пи, ноль есть ноль. Очень удобно
{ // приводить к условиям 0<A<2пи и А>=0 не надо!
int32_t s1 = sin_table[ (A>>8) & 0xFF];
int32_t s2 = sin_table[ ((A+1)>>8) & 0xFF];
return s1+((A & 0xFF)*(s2-s1))/256;
}

PS/ Если кому интересно - могу провести анализ погрешности.

Задача, для которой нужна такая точность - делаю свой автономный контроллер ЧПУ, готовые варианты не устраивают либо по цене, либо по реализации. Чего-то среднего купить нельзя. Таблица синусов не влезет ни в какую память, когда надо отрисовать дугу радиусом скажем метр, и длиной пару метров при разрешении 0,01 мм.

Cat писал(а): радиусом скажем метр, и длиной пару метров при разрешении 0,01 мм

Да уж, для такой точности, таблица будет ~600К значений

А задача не позволяет к компу подключить?

es131245 писал(а):А задача не позволяет к компу подключить?

Как раз иду по пути избавления от расчетов и управления на компьютере, дабы избавиться от глюков и тормозов винды. С компьютера по LAN будет отправляться G-код, производиться настройка и мониторинг работы. Все. Windows, Linux не являются промышленными системами реального времени. К тому же можно быть уверенным в ПО и железе лишь тогда, когда сам его проектируешь.

Задрали тупняки и сбои при обсчете и отправке по USB криволинейных траекторий. Последняя капля наступила, когда виндовое приложение (комплект от Planet CNC) глюкануло, станок включил шпиндель с очень острой фрезой на максимальную мощность и отправил механику по произвольному вектору на предельной скорости

, еле успел руку убрать и дернуть рубильник, а то бы без руки уже ходил.

Все это происходило при остановленном станке, менял заготовку. Теперь я чет очкую

Cat писал(а):Задача, для которой нужна такая точность - делаю свой автономный контроллер ЧПУ, готовые варианты не устраивают либо по цене, либо по реализации.

А советские старые ЧПУ и нюхом не слыхивали о фпу и имели точность повыше.

pcb писал(а):А советские старые ЧПУ и нюхом не слыхивали о фпу и имели точность повыше.

аналоговые, прямоточные, оптико-лазерные ЭВМ на 580ик80?

Если бы ТЕ программисты работали сегодня, то местная школота этого сайта была бы на помойке и побиралась бы среди пивных ларьков.

кста, раньше для БПФ, тригонометрию высчитывали на компе (на фортране или С) и загружали в ПЗУ типа 573рф2 или рт, чтобы контроллер этой фигнёй не страдал, а перемножением занимался уже аппаратный умножитель типа 588вр2,3 и т.д.
Т.е. перед работой процессор перегружал из ПЗУ коэффициенты синуса в статическую память (раньше на ЭСЛ к1500ру417 или подобное, потом на импортной кэш-статике типа 61256). А пока умножитель просчитывал результат, контроллер сортировал данные , т.к. порядок выходных данных в некоторых алгоритмах БПФ был сильно запутан, вот контроллер и занимался этой сортировкой одновременно, пока умножитель считает. Параллелизм.

Я раньше везде пихал МК, куда только можно, сейчас, когда количество знаний и опыта растет, стараюсь по максимуму делать автоматику аналоговой, предельно простой, или же беру ПЛИС. Видимо старею.

Проблема со скоростью расчетов таки решилась. Как и бывает в 99% случаев - RTFM
Может кому пригодится:
https://www.iar.com/Support/resources/a ... p-library/
http://supp.iar.com/FilesPublic/UPDINFO ... dendum.pdf

Cat писал(а):Я раньше везде пихал МК, куда только можно, сейчас, когда количество знаний и опыта растет, стараюсь по максимуму делать автоматику аналоговой, предельно простой, или же беру ПЛИС. Видимо старею.

ну тут рядом тема "яркость подсветки от освещённости" решается путём фотодиода, усилителя, ацп, софта, таблиц перекодировки, шим, ключа, светодиода (схему не видел, но наверняка на полевике с изолированным затвором, ибо современным "программистам" страшно паять биполярники, да и не умеют они их пользовать от слова "вабще").
А раньше?
фото-диод, транзистор, лампочка

У светодиода далеко не линейная зависимость яркости от напряжения питания, я бы все же оставил шим, но сделал так - фотодиод+TL594+необходимая маленькая обвеска+подстроечник+ключ(если маломощный полевик серии IRLL с малой емкостью затвора, то без драйвера). Все. Встроенных ОУ ошибки более чем достаточно.

Только ТССС... не палите контору. Пусть занимаются секасом дальше.

Cat писал(а):У светодиода далеко не линейная зависимость яркости от напряжения питания

э кхм.
ну как бы я вам не открою секрет, если скажу тоже самое про лампу накаливания

Как известно, одни из лучших генераторов синуса - как раз "на лампочках". Как раз благодаря нелинейности.
Так что баш на баш. Но светодиод - это же "хай тек"!!

Ну тут две беды - частота и надежность. Лампочка скоро перегорит

Хотя может я просто не в теме и есть специальные вечные лампочки для таких применений. Как насчет частот выдаваемого синуса

П.С. Для меня этот способ генерации синуса - маленькое открытие. Это я все по старинке - таблица+ЦАП

Причём заметьте, высококачественного синуса, для измерений КНИ.
Лампочки обычно брали СМН, сверхминиатюрные накаливания, вроде должен быть срок приличный.
Частоты звуковые обычно, до 20 кГц.
Интересно, что лампочки использовались в 2 разных случаях:
1. Для формирования синуса (лампочки с маленькой нитью).
2. Для АРУ, точнее для регулировки уровня выходного сигнала на разных частотах, так как для инерционных ламп с массивной нитью частота не имеет значения.
Но в обоих случаях используется эффект нелинейности сопротивления.

Вот ведь же примитивно-то как!

Буду знать, спасибо.
Хотя недавно доделал блок регулировки выходного тока на гальваническую установку, советскую, там два здоровых таких шкафа - один - трехфазный трансформатор с диодным мостом, второй - регулятор тока и напряжения на индуктивностях. Работает, скажем так, не очень, вроде регулирует, но стабильность и прочие параметры не на высоте, для капризных операций не подходит.

Пришлось второй шкафчик отправить на помойку, и делать маленький (по сравнению с ним) DC-DC преобразователь на 12 В 400А(частота преобразования 100 кГц). Современные технологии таки иногда рулят. Пока еще в боевом применении на максимальных токах не пробовали, но предварительные тесты показывают высочайшее качество выходного напряжения. Ни пульсаций тебе, + точно поддерживается заданный ток. Скоро будет запущено на проектную мощность.

Cat писал(а):регулировки выходного тока на гальваническую установку, советскую, там два здоровых таких шкафа - один - трехфазный трансформатор с диодным мостом, второй - регулятор тока и напряжения на индуктивностях.

ну всему своё время.

Cat писал(а):Пришлось второй шкафчик отправить на помойку, и делать маленький (по сравнению с ним) DC-DC преобразователь на 12 В 400А(частота преобразования 100 кГц). Современные технологии таки иногда рулят. Скоро будет запущено на проектную мощность.

Охренеть. аккуратнее там. Чем моделировали?
Я так понимаю, там главные потери - динамические на переключателях?

Форум РадиоКот

FPU Cortex M4

FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4

Re: FPU Cortex M4