关于硬件乘除法的问题。

erci***

水水水*** 发表于 2025-9-3 11:41
所以是不是要换支持MDU32的单片机？支持MDU32的单片机型号不多，最强大的应该是STC32G和AI8051U了吧？为 ...

提升主频到44.2368，可以测到875ns。需求是多少呢？Ai8051U系列是可以兼容8bit和32bit,且支持MDU32

erci***

水水水*** 发表于 2025-9-3 11:45
8051还能优化啊。这我第一次知道。这个等级一般建议多少？7级吗？我是默认的0级测试的。你用我的语句测试 ...

我是在7级测试。


//7.62us@44.2368MHz
//half_cmd = ((int32_t)SWING_HW * (uint16_t)M_q15) >> 15;
//875ns@44.2368MHz
half_cmd = ((uint16_t)SWING_HW * (uint16_t)M_q15) >> 15;

水水水***

erci*** 发表于 2025-9-3 11:46
提升主频到44.2368，可以测到875ns。需求是多少呢？Ai8051U系列是可以兼容8bit和32bit,且支持MDU32
...

我将优化等级设置为7级。下面的代码+其他语句的时间是8us不到。如果只看下面的语句，估计有4us左右。我是在PWM ISR中断里面反转IO电平用示波器测量的。我的主频是32.768MHz。我将其他语句尽可能去掉。我再试试。其中M_q15是加了volatile关键字。优化等级设置为7级，有没有什么弊端？我怕程序会出现某明奇妙的故障。
                        MD1U16 = SWING_HW;
                        MD5U16 = M_q15;
                        ARCON = 4 << 5;
                        OPCON = 1;        //启动硬件乘法器
                        while((OPCON & 1) != 0);
                        half_cmd = MD3U32 >> 15;

erci***

水水水*** 发表于 2025-9-3 11:52
我将优化等级设置为7级。下面的代码+其他语句的时间是8us不到。如果只看下面的语句，估计有4us左右。我是 ...

一般都是78，刚看了下新建工程是8

水水水***

erci*** 发表于 2025-9-3 11:46
提升主频到44.2368，可以测到875ns。需求是多少呢？Ai8051U系列是可以兼容8bit和32bit,且支持MDU32
...

IO只测这段语句。实测是4us。编译器优化等级7。主频32.768MHz。正常吗？为啥你测得这么低？

水水水***

erci*** 发表于 2025-9-3 11:50
我是在7级测试。

我测是10us左右。32.768MHz，优化等级7级。所以这个语句确实没有用到内部的MDU16，应该是32*16位运算。
IO3 = 1;
half_cmd = ((int32_t)SWING_HW * (uint16_t)M_q15) >> 15;
IO3 = 0;

水水水***

erci*** 发表于 2025-9-3 11:36
我测试手册例程16位乘以16位取32位结果只需要，可以发下您的测试程序吗？

如果按照你这个示例的话，我测是1.5us不到。但是MD1和MD5这种是8位指针，可以传递16位数据吗？MD3是8位指针可以传递32位数据吗？这个用法是不是有问题？
                        IO3 = 1;
                        MD1 = SWING_HW;
                        MD5 = M_q15;
                        ARCON = 4 << 5;
                        OPCON = 1;        //启动硬件乘法器
                        while((OPCON & 1) != 0);
                        half_cmd = MD3 >> 15;
                        IO3 = 0;

erci***

水水水*** 发表于 2025-9-3 12:10
如果按照你这个示例的话，我测是1.5us不到。但是MD1和MD5这种是8位指针，可以传递16位数据吗？MD3是8位指 ...

是的有点问题，头文件里默认没MDxU16, 16位的定义16位指针.
使用lib库的话，直接进行乘除运算就行，不用操作寄存器。

erci***

水水水*** 发表于 2025-9-3 11:58
IO只测这段语句。实测是4us。编译器优化等级7。主频32.768MHz。正常吗？为啥你测得这么低？ ...

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2025-9-3 13:02 上传

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        //4.75us@32.768
        //half_cmd = ((uint32_t)SWING_HW * (uint16_t)M_q15) >> 15;
        //750ns@32.768
        half_cmd = ((uint16_t)SWING_HW * (uint16_t)M_q15) >> 15;

水水水***

erci*** 发表于 2025-9-3 13:02
//4.75us@32.768
        //half_cmd = ((uint32_t)SWING_HW * (uint16_t)M_q15) >> 15;
        ...

找到问题点了。
1.MDU16操作必须是无符号整数。
2.必须是16位乘法。
我的运算包含了2点：
1.有符号数。将uint16转换成int32运算，因此时间大幅增加。
2.32位*16位。
下面的语句仅仅是符号不同，需要的时间差距很大。无符号是4us左右，有符号是10us左右。
主频影响时间，编译器优化等级影响的时间倒不是很大。
half_cmd = ((uint32_t)SWING_HW * (uint16_t)M_q15) >> 15;
half_cmd = ((int32_t)SWING_HW * (uint16_t)M_q15) >> 15;
如果按照无符号计算，4+4+4=12us。50us的PWM ISR中断函数能执行12us能接受。但是我有个乘法运算是有符号的，这个就头疼了。有符号乘法运算需要10us左右的时间。10+4+4=18us。距离PWM周期数的一半25us已经很接近了。
而MDU32是支持有符号和无符号运算的。显然AI8051U比STC8H强太多了。PWM ISR中断执行的时间肯定是越短越好，一般10us已经算是很长时间了，5us内最好。还好ADC中断里面不需要乘除法运算，否则根本不满足功能要求。为了后续功能考虑，显然换成AI8051U最好，不然就算现在能用，以后更新算法之类的遇到瓶颈再换就麻烦了。
请问AI8051U的CPU指令模式是推荐8位还是32位比较好呢？手册中提到AI8051U比传统的8051单片机快70倍。这个性能对比应该是用32位实测的吧？您有没有用过AI8051U，CPU指令8位和32位在实际使用时有什么比较大的性能差距吗？谢谢！