STM32F4处理器中的FPU

Question

相关规范：

• STM32F407IG处理器，带FPv4-SP FPU（Cortex M4F）;
• STM32F40G-EVAL开发板;
• IAR Embedded Workbench - ARM，v6.50

问题：如何在FP计算之前以编程方式打开FPU，并在完成后再将其关闭？

• IAR EWARM提供在构建
之前关闭/打开项目选项中的FPU的功能

• 在SystemInit()之前调用的main中，执行以下代码：

  #if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1)    
  SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2));    /* set CP10 and CP11 Full Access */
  #endif
  

  请注意，这会将CPACR位[23:20]设置为1.这是必需的，否则将在下一个FPU汇编器指令上调用HardFault IRQ。 但禁用此功能会产生任何其他影响，例如降低功耗等，或者此注册只是警告协处理器（FPU）？

• 如果没有进一步的含义，那么可能通过CPACR“关闭它”并没有完成任何事情，这表明FPU在执行FPU指令集命令时仅获取额外的功率。

  谢谢，

Answer 1

如果某条指令试图访问协处理器（如FPU）并且它被禁用，您将收到使用故障（或在禁用使用故障时提升硬故障）。您可以检查使用故障状态寄存器中的NOCP位，以查看它是否是故障源。然后，您可以将Usage Fault用作陷阱来启用FPU并继续执行。

我的方法如下：

• 在IAR项目中启用FPU（认为将允许IAR以FPU为目标）
• 启动时启用FPU（您希望在配置故障处理程序之前启用它）
• 配置并启用故障处理程序后，禁用FPU以节省电量。
• 故障（使用或硬故障）检查使用故障状态寄存器中的NOCP位。
• 如果设置了NOCP，则启用FPU，从故障返回。
• 在后台应用程序中，在完成计算时禁用FPU或使用计时器定期禁用它。

如果您使用RTOS，则需要查看其上下文切换的实现，因为如果它使用延迟堆叠（请参阅参考）而不是主动堆叠，它也可能尝试挂钩使用故障/硬故障。 / p>

如果需要考虑功率，需要考虑的一件事是需要浮点数。如果您可以将数字空间表示为32位值中的固定点，则使用定点数学而不是浮点可能会导致整体功耗降低，因为启用/禁用FPU或堆叠FPU寄存器不会产生任何开销上下文切换。权衡是固定点数学可能是每次操作更长的指令

参考：ARM AppNote 298