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1.前言
本应用笔记基于STM32L476平台,通过实际测量来评定使能FPU时浮点运算效率的情况。
2.测试工具
STM32L476 Nucleo,示波器
3.测试方法
MCU 运行频率设置为16MHz,根据下面公式1 做N 次浮点运算,分使能FPU和禁止FPU两种情况,测试完成相同运算所需要的时间。在例程中通过翻转IO PB13 来标定完成运算所需要的时间(如图)。
3.1 测试代码
3.2 代码分析
根据测试用的一元二次方程,经过IAR 编译后,汇编结果如下:
3.2.1 FPU 使能
从汇编代码可以看出,使能FPU 的情况下,完成一元二次方程的运算只需要7 条单周期指令,总共耗时为7 个Clock 周期。通过IAR 的方针模式运行,需要的CPU cycles 为7。
3.2.2 FPU 禁止
从汇编代码可以看出,未使能FPU 的情况下,完成该一元二次方程的运算需要执行14 条指令,其中包括3 条两周期指令,6 条单周期指令,5 条程序跳转指令。通过IAR 的方针模式运行,需要的CPU cycles 为207.
4.测试数据及结论
IO完成两次翻转耗时6.48 uS;
使能FPU 时,除去IO 翻转耗时,完成一次运算时间为6.52 uS(13 uS -6.48 uS),
如下图示:
禁止FPU 时,除去IO 翻转耗时,完成一次运算时间为87.4 uS(93.88 uS -6.48 uS),如下图示:
小结下,根据上面相关测试数据大致可得出如下结论:
• 完成同样的一元二次方程运算,禁止FPU时所消耗的时间约为使能FPU时消耗时间的13.4 倍左右。
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