TMS320F2807x Piccolo系列芯片在运算能力上的提升

Jacktang

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1. 浮点运算单元FPU


     FPU全称Float Point Unit，即浮点运算单元，是专用于浮点运算的处理器。在大多数现在的通用计算机架构中，会在CPU中集成一个或多个浮点运算器，但许多嵌入式处理器没有在硬件上支持浮点数运算。


    TMS320F2807x Piccolo系列芯片使用C28x+FPU的架构，在原有的C28x定点CPU的基础上加入了一些寄存器和指令，来支持IEEE 单精度浮点数的运算。对于在定点微处理器上编写的程序，浮点C2000也完全兼容，不需要对程序做出改动。


下表给出了与定点处理器相比，浮点处理器在计算能力上的提升：

      可见，与定点处理器相比，浮点处理器不但在程序编写上更加简洁，性能上也有了很大的提升，在进行除法，开方，FFT和IIR滤波等算法等指令中效率更高。


2. 三角函数运算单元TMU


     与此同时，该系列芯片内部还集成了浮点三角函数运算单元TMU，它增强了C28-FPU的指令集。通过提供以单周期高效方式执行某些三角函数和算术函数的指令，减少了常见复杂函数运算的处理延迟，进一步提高了实时控制算法的性能。


带有TMU单元和没有TMU单元的CPU在一些常见函数的执行周期的对比情况如下表：

TMU可以对许多常用的实时控制算法有极大的优化，常见的有以下几种：


1.Park和Inverse Park变换；


2.空间矢量控制；


3.dq0和Inverse dq0变换；


4.FFT幅度和相位计算。


     以Park变换为例，使用FPU来执行，通常需要80到100多个周期来，而集成了TMU单元的CPU仅需13个指令周期即可完成，与没有TMU相比，性能提高了85％。


     因此，针对复杂且对实时控制要求高的控制算法中，相信集成了FPU和TMU的TMS320F2807x Piccolo系列芯片是您非常合适的选择。

wtliu

厉害了！