uS级【硬件三角函数/浮点运算器，TFPU】@Ai8051U, @120MHz, 计算sin函数@1.2uS

zh***

uS级【硬件三角函数/浮点运算器】@Ai8051U
===TFPU/PWM@120MHz, CPU@40MHz
         计算 sin函数@1.2uS
         SRAM, 34K; Flash, 64k
         管脚兼容 89C52 / 12C5A60S2, LQFP48@RMB2.3
===后续的Ai8052U，TFPU/PWM@230MHz, CPU/DSP@80MHz
         计算 sin函数@0.7uS         
         SRAM, 144K; Flash, 256k; LQFP100/64/48, QFN100/64
         管脚兼容 8H8K64U / 32G12K128 / 32G8K64
Ai8051U-32系列单片机内部有集成 TFPU（三角函数/浮点运算单元）
===TFPU使用高速PLL时钟示例程序及测试结果
为提高MCU工作效率，TFPU可选择系统时钟或PLL高速时钟为时钟源
下面是参考范例程序

#include "ai8051u.h"
#include "math.h"

#define FOSC        40000000UL

void PLL_Init();
void delay();

void main()
{
    float x, y, z;
    int i;
    
    WTST = 0x00;
    CKCON = 0x00;
    P_SW2 = 0x80;
    
    P0M0 = 0x00; P0M1 = 0x00;
    P1M0 = 0x00; P1M1 = 0x00;
    P2M0 = 0xff; P2M1 = 0x00;
    P3M0 = 0x00; P3M1 = 0x00;
    P4M0 = 0x00; P4M1 = 0x00;
    P5M0 = 0x00; P5M1 = 0x00;

    PLL_Init();
    
//  DMAIR = 0x3e;           //TFPU使用系统时钟作为时钟源
    DMAIR = 0x3f;           //TFPU使用高速外设时钟作为时钟源
                            //*** 必须设置此句，TFPU才能使用高速时钟作为时钟源 ***
    
    x = 123.4f;
    y = 4.56f;
    z = 0.456f;
    while (1)
    {
        for (i = 0; i < 360; i++)
        {
            z = x * y;      //调用浮点乘法库
            
            z = 3.141592654 * 20 / 180;
            z = sin(z);     //调用三角函数库
        }
    }
}

void delay()
{
    int i;

    for (i=0; i<100; i++);
}

void PLL_Init()
{
//  CLKSEL &= ~0x80;        //选择PLL的96M(*8)作为PLL的输出时钟
    CLKSEL |= 0x80;         //选择PLL的144M(*12)作为PLL的输出时钟

    USBCLK &= ~0x60;
//  USBCLK |= 0x00;         //PLL输入时钟为12M则选择1分频
//  USBCLK |= 0x20;         //PLL输入时钟为24M则选择2分频
    USBCLK |= 0x40;         //PLL输入时钟为48M则选择4分频
//  USBCLK |= 0x60;         //PLL输入时钟为96M则选择8分频

    USBCLK |= 0x80;         //启动PLL

    delay();                //等待PLL锁频，建议50us以上

        HSCLKDIV = 0;                    //高速外设时钟源不分频
    TFPU_CLKDIV = 0;        //TFPU时钟源不分频

//  CLKSEL &= ~0x40;        //选择系统时钟作为高速外设时钟源
    CLKSEL |= 0x40;         //选择PLL时钟作为高速外设时钟源
}


复制代码

实际测试数据如下：

神***

Ai8051U，USB 型 1T 8051，支持32位和8位指令集, RMB2.3
管脚兼容天王级别的:  89C52RC,  12C5A60S2
要兼容 8位8051指令集，  可以用 Keil C51/IAR/SDCC 编译器
===就相当于更强大的 8H8K64U
要兼容 32位8051指令集，可以用 Keil C251 编译器，双核兼容设计
===就相当于更强大的 32G12K128, 32G8K64
34K SRAM(2K edata, 32K xdata), 64K Flash
TFPU@120MHz, 硬件浮点/硬件三角函数 运算器
DMA支持PWM, DMA支持外设直接到外设, P2P
120MHz-PWM支持硬件移相，16位PWM; 真12位ADC
USB, 4组串口，12位ADC, 轨到轨比较器
QSPI, SPI, I2S, I2C,  TFT-i8080/M6800 接口
PDIP40，LQFP44，LQFP48

CPU32@42MHz

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AI8051U数据手册下载, AI8052U提前介绍
https://www.stcai.com/cp_ai8051uxl

超级强大的演示程序，从入门到精通

www.stcai.com/syx


现在 51 刷屏是外设直接到外设，视频级刷屏 ！
跟CPU核无关了，51只负责控制 !
要算力-后面是 【TFPU+DSP+其他算力加速器】，
不靠 CPU了，MCU的 C是控制，不是计算

神***

Ai8052U 有 DSP 功能


USB 2.0，Full-Speed，16个双向端点，支持4种端点传输模式
2组 CAN-FD !!!  3组 Lin
DSP, 32位8051，浮点，三角函数，DMA-P2P 支持外设直接到外设
144K SRAM, 256K Flash，支持 32位8051指令/8位8051指令
AI8052U-144K256-LQFP100, LQFP64, LQFP48/44
===管脚 兼容 32G12K128, 8H8K64U
TFPU@250MHz,硬件三角函数/浮点；PWM@250MHz; DSP@80MHz
6组高级16位PWM定时器, 24-通道：
    3 组 4 对互补PWM（PWMA/PWMC/PWME），方便控制 3组3相电机
    3 组 4 个单独PWM（PWMB/PWMD/PWMF）
2组独立 真12位ADC, 2组独立 12位DAC,
4组独立运放, 4组独立比较器
T0/T1/T2/T3/T4/T5/T6, T7/T8/T9/T10,
RTC-年月日星期时分秒时钟，T11系统定时器
串口1/串口2/串口3/串口4/串口5/串口6/串口7/串口8，
===都可以共享T2做波特率发生器
备战 2025年 全国大学生智能汽车竞赛, 全国大学生电子设计竞赛
大家先看下管脚图合不合理，12月流片，春节回来，新年送样
帮设计强大的 AI8052U-144K256-LQFP100 实验箱
=== 辛苦费，RMB2000
DSP, AI8052U-支持32位/8位8051指令，144K SRAM, LQFP100/64/48, PWM+TFPU@250MHz - 视频教学，《单片机原理及应用》教学改革及实战技术交流会，本版限制发帖 国芯技术交流网站 - AI32位8051交流社区 (stcaimcu.com)

神***

AI8051U:
CPU <=42MHz; 建议 40MHz
40MHz/4 = 10MHz; 10MHz*12 = 120MHz
TFPU@120MHz;
PWM@120MHz;
这样快而稳定

神***

MCU的核心性能还有稳定，我们 www.STCAI.com，
内部时钟，内部复位，内部电源，内部抗干扰/抗静电，
都是具有核心领导优势的

神***

神***

杨***

主频40MHz，TFPU工作在120MHz是一个很好的时钟方案。

我仔细看了你的程序和文章，看不出你是如何测量的，因此请你介绍下面两个问题：
（1）当你的程序运行起来后，你用什么方法测试证明这时TFPU工作在120MHz了？
（2）你是如何测量出单个浮点乘法和SIN函数的时间的？

liu***

学习了！！！！{:5_300:}

社区***

回复杨老师：
（1）当你的程序运行起来后，你用什么方法测试证明这时TFPU工作在120MHz了？
  是通过反推发求证的。---通过计算PLL频率得到的。
    PLL锁频到120MHz输出作为高速PWM的时钟源，再设置高速PWM的参数，产生pwm波，用示波器测量……
（2）你是如何测量出单个浮点乘法和SIN函数的时间的？
是测量P1.0口脉冲宽度得到的。

社区***

; SIN function replacement
;-----------------------------------------------------------------------------
?PR?sin?TFPU SEGMENT CODE
  PUBLIC  sin?_    ; sin
  RSEG    ?PR?sin?TFPU
sin?_:
  SETB 0A0H.1
  MOV     DMAIR,#DMA_FPSIN
  CLR  0A0H.1
  RET

神***

用什么方法测试证明这时TFPU工作在120MHz了
===可以用 TFPU工作在CPU时钟40MHz, 某个I/O对外输出取反
       用 PWM测脉冲频率来算，或示波器看
===可以用 TFPU工作在异步PLL时钟-120MHz, 某个I/O对外输出取反
       用 PWM测脉冲频率来算，或示波器看


PLL-120MHz是否达到120MHz, 可以让 PWM使用这个120MHz,
对外输出信号，示波器测量，反推PLL-120MHz