笔者最近开始着手学习调试FOC电机控制，硬件选型优先考虑国产ARM的片子，考虑到公司现有产品多使用ti-28034平台，高频任务采用ti的iqmath库，移植ARM平台准备将现有的iqmath库运算直接改写浮点运算，方便维护，考虑当前MCU选型主频并不是很高，有必要对FPU的运算能力有个大致掌握。

测试平台：国民技术N32L406CBL7开发板，108M主频，ARM架构M4核心内置FPU运算器
测试内容：对整形、单精度、双精度、iqmath四种类型数据的乘法和除法运算

测试平台

1700127779971.png

整点乘法运算

    int32_t i = 0;
    uint8_t flag;
    
    while(1)
    {
        for(i = 0; i < 10000; i++)
        {
            int val = 987654321 * 123456789;
        }
        
        if(flag)
        {
            gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_11);
        }
        else
        {
            gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_11);
        }
        flag = !flag;
    }

测试结果653us

1700128755836.png

整点除法运算

    int32_t i = 0;
    uint8_t flag;
    
    while(1)
    {
        for(i = 0; i < 10000; i++)
        {
            int val = 987654321 / 123456789;
        }

        if(flag)
        {
            gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_11);
        }
        else
        {
            gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_11);
        }
        flag = !flag;
    }

测试结果 553us

1700130384679.png

单精度乘法运算

    int32_t i = 0;
    uint8_t flag;
    while(1)
    {
        for(i = 0; i < 10000; i++)
        {
            float val = 0.999999f * 1.999999f;
        }
        if(flag)
        {
            gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_11);
        }
        else
        {
            gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_11);
        }
        flag = !flag;
    }

测试结果1.142ms

1700126741129.png

单精度除法运算

    int32_t i = 0;
    uint8_t flag;
    
    while(1)
    {
        for(i = 0; i < 10000; i++)
        {
            float val = 0.999999f / 1.999999f;
        }
        if(flag)
        {
            gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_11);
        }
        else
        {
            gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_11);
        }
        flag = !flag;
    }

测试结果1.142ms

1700128911027.png

双精度乘法运算

    int32_t i = 0;
    uint8_t flag;
    
    while(1)
    {
        for(i = 0; i < 10000; i++)
        {
            double val = 0.999999 * 1.999999;
        }
        
        if(flag)
        {
            gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_11);
        }
        else
        {
            gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_11);
        }
        flag = !flag;
    }

测试结果1.383ms

1700127114733.png

双精度除法

    int32_t i = 0;
    uint8_t flag;
    
    while(1)
    {
        for(i = 0; i < 10000; i++)
        {
            double val = 0.999999 / 1.999999;
        }

        if(flag)
        {
            gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_11);
        }
        else
        {
            gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_11);
        }
        flag = !flag;
    }

测试结果1.392ms

1700130103204.png

iqmath乘法运算

    int32_t i = 0;
    uint8_t flag;
    _iq par1 = _IQ(0.999999f);
    _iq par2 = _IQ(1.999999f);
    
    while(1)
    {
        for(i = 0; i < 10000; i++)
        {
            _iq val = _IQmpy(par1, par2);
        }
        
        if(flag)
        {
            gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_11);
        }
        else
        {
            gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_11);
        }
        flag = !flag;
    }

测试结果1.573ms

1700128233435.png

iqmath除法运算

    int32_t i = 0;
    uint8_t flag;
    _iq par1 = _IQ(0.999999f);
    _iq par2 = _IQ(1.999999f);
    while(1)
    {
        for(i = 0; i < 10000; i++)
        {
            _iq val = _IQdiv(par1, par2);
        }
        
        if(flag)
        {
            gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_11);
        }
        else
        {
            gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_11);
        }
        flag = !flag;
    }

测试结果10.52ms

1700133556740.png

测试结果如下，让人大跌眼镜：

image.png

实际测试MCU运算能力
NOP() 执行时间0.01us