Cortex-M FPU的一点点小问题
FPU全称Float Point Unit，即浮点运算单元，是CPU中针对浮点运算进行加速的单元，在Cortex-M系列CPU中，FPU是一个可选选项，引入FPU之后可以有效加速浮点运算速度，提高CPU性能。
理论上是这么个说法，但是实际使用中我却遇到了这么一个问题：使用了FPU之后，程序运行时间反而更长，这个着实奇怪。
于是我展开了比较深入的Debug，首先FPU的开启和关闭是通过IAR的选项实现的，对于这个可不可靠，刚开始我还是怀疑的，这个是本能，毕竟找不到问题，就只能怀疑工具了。后面为了测试我简单写了以下一个简单测试：
double a = 3.1415926;
double c = 1.0;
long long t = 0;
t = get_timer_value();
for(int i = 0; i < 0xffff; i++){
c *= a;
}
t = get_timer_value() - t;
printf("time = %d\r\n", t);然后我分别用不同的IAR FPU选项对程序进行测试，后面发现结果近似，并且FPU开启后时间还稍微大一些，这个着实出乎我的意料，没办反，工具也没啥研究的地方，只好研究汇编了，首先我们来看看FPU没开的时候的汇编：
嗯，看起来没啥问题，都是标准指令，跳转到__aeabi_dmul函数，函数返回结果，完全没有问题。
好了，我们再来看看开了FPU之后的汇编：
嗯，VMOV典型的FPU指令呀，挺好，说明FPU确实开了。等等，怎么又跳转到__aeabi_dmul里面去了，不是有FPU吗？怎么还是CPU算！！是在想不通，难不成和数据类型相关？毕竟名字叫float point unit嘛，真的就是支持float类型？实践出真知，我们改一下程序试试：
float a = 3.1415926;
float c = 1.0;
long long t = 0;
t = get_timer_value();
for(int i = 0; i < 0xffff; i++){
c *= a;
}
t = get_timer_value() - t;
printf("time = %d\r\n", t);编译下载试一把，我勒个去去，一闪而过，运行飞快呀，FPU看来大显神通了，速度确实快了几倍！我们依然来看看汇编：
依然是典型的VMOV指令，但是后面出来一个新的VMUL.F32指令，一条指令搞定乘法运算，这不就是FPU嘛，怪不得这么快！不过从汇编指令上也能看出，这个乘法指令只能支持F32，似乎只是32位的浮点，刚好是float类型，而Double类型是64位的，所以无法调用FPU进行计算，看来这个就是原因了。
后面也从官方文档中找到了详细的解释，看来FPU用起来还是要注意一些东西的。
从另外一篇文章也提到了相关的说明，对于Double类型数据，乘法运算依然是CPU完成的。除此之外，文章还提到以下几点：
- 因为
<math.h>库中类似sin(), cos()函数的实现也是Double类型的，所以这些函数依然是CPU执行的，和FPU没有关系，如果想用FPU，可以调用float类型版本的，也就是在后面加一个f后缀，比如sinf(), cosf()这样函数就可以调用FPU进行计算了！ - 对于多任务或者中断中使用FPU的时候，要注意FPU是不支持重入的，简单来说就是FPU运算不能被打断后执行新的FPU运算，用户必须避免这种情形，而这条限制明显会增加代码复杂度。
看来FPU虽好，但是用起来也没有那么简单呀！
最后更新于 2019-11-13 13:48:58 并被添加「嵌入式 FPU C」标签，已有 4236 位童鞋阅读过。
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