LAT1357 利用Cordic計算浮點三角函數(shù)

前言

當(dāng)前 STM32G4 系列以及 STM32H723 中雖然有專門計算三角函數(shù)的硬件 CORDIC，但目前是定點的 CORDIC 硬件，很多實際應(yīng)用，比如電機(jī)控制，數(shù)字電源，客戶整個軟件代碼是基于浮點的運(yùn)算，因此有必要對如何利用 CORDIC 計算浮點的三角函數(shù)(本文計算正弦和余弦)，以及計算時間的評估做下說明文檔，給客戶一定的參考示例，本文使用 STM32G474 為例來進(jìn)行。

使用 CORDIC 計算定點三角函數(shù)

這邊不做具體的說明，詳細(xì)信息請參考 STM32G4 的培訓(xùn)文檔。實際上就三個步驟，寫入CSR 寄存器，寫入角度以及模值，讀取計算結(jié)果。注意這邊沒有等待標(biāo)志位的操作，實際上是CORDIC 特有的零開銷單次模式 (Zero overhead single shot mode) ，這種是最快的運(yùn)算方式。

用 CORDIC 浮點計算正余弦量

浮點的計算要做的就是輸入和輸出對浮點轉(zhuǎn)定點，定點轉(zhuǎn)浮點的操作，同時需要根據(jù)角度的周期性，對角度做限制，把角度范圍控制在[-π, π]。

浮點三角函數(shù)計算程序

結(jié)合上面的分析，我們可以將幾個操作步驟整合起來進(jìn)行編程。

利用 Cordic 計算浮點三角函數(shù)時間測試

可以通過對匯編指令的查看，看是否在 STM32G4 上有效的執(zhí)行了浮點指令 FPU。

結(jié)論

從上面的執(zhí)行浮點 CORDIC 運(yùn)算程序以及測試結(jié)果來看，浮點的三角函數(shù)會消耗些時間，主要時間耗在浮點轉(zhuǎn)定點、定點轉(zhuǎn)浮點的過程中，好在 STM32G4 和 STM32H7 系列都帶浮點 FPU單元，可減少計算時間，其他影響因素可以考慮 IDE 的配置，程序是否運(yùn)行在緊耦合 RAM 等配置，以便得到更快的計算速度。