STC32F FPMU 数学函数库 的功能验证（第三方，力求全面完整）

神***

用STC32的某些带 【硬件浮点+硬件三角函数】的芯片
STC32F12K54, STC8051H, STC32G96K256
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带【硬件浮点+硬件三角函数】的部分MCU，是部分在去除对任何编译器的依赖！
大家只要指出硬件设计没错，或者硬件设计错在哪就行了 ！
===有错就建议我们先出个应用注意事项
这部分过去没想过兼容 KEIL, 是利用硬件扩展局部去KEIL化
===暂时好像【硬件浮点+硬件三角函数】完全正确

STC8051H      
【CPU最高跑 45MHz, 硬件浮点/三角函数最高跑 90MHz以上】
===edata/2K, xdata/32K

STC32G96K256
【CPU最高跑 90MHz ~ 100MHz, 硬件浮点/三角函数最高跑 180MHz ~ 190MHz以上】
===edata/64K, xdata/32K

杨***

楼主大言不惭：
“哪怕 KEIL 的方法是非标非主流的，也应该向她靠拢。”
“但无论 KEIL的编译器，是正标还是非标，哪怕存在一些非主流的，你必须适应她，向她靠拢，按照她的非标准来，”
楼主的标准、眼界、格局令人刮目相看，看来楼主是以KEIL的代言人自居了。

不过硬件设计的先行者是不会去等待KEIL软件的发展的。满园蛙声啼不住，STC已上具有FPU的32位单片机新台阶了。

直接硬件先行前行了

zxcv***

杨*** 发表于 2023-9-9 20:32
楼主大言不惭：
“哪怕 KEIL 的方法是非标非主流的，也应该向她靠拢。”
“但无论 KEIL的编译器，是正标还 ...

关键是C251的编译器只有KEIL一家，还只能去适应他，STC要能搞出自己的C251编译器最好了，还能不断增加新指令，现在加32位乘除MDU单元都是为了去适应KEIL，不然的话直接做成32位乘除指令多好

神***

现在加32位乘除MDU单元都是为了去适应KEIL，不然的话直接做成32位乘除指令多好
===这讲法有误，现在这个 MDU32, 在 KEIL C251的C程序设计相当于指令集 MDU32, 没耽误时间

MDU16是原指令集包含的部分，无MDU32，成本可以低些

LAO***

16、16位整数 转 浮点数（short-->float）：
   DMAIR = 0x28；


STC32F FPMU 的这个单元, 是 16位有符号整数 转 浮点数（short-->float）,

而 KEIL 的这个单元, 是 16位无符号整数(含16位有符号整数) 转 浮点数（ushort 或 short -->float）,
  

STC32F FPMU 的这个单元, 和 KEIL 的不一致，不能直接替代KEIL官方库，半年前我就提出了，但STC至今未修改，如直接使用，在转换无符号整数时, 当最高位为1，会产生意想不到的错误结果。

必须用软件修正后才能使用。

结论：单纯用功能上讲，没问题，100分。但和 keil不兼容，早就提了，至今未改，扣 10分，总分：90分。

LAO***

17、32位整数 转 浮点数（long-->float）：
   DMAIR = 0x29；


STC32F FPMU 的这个单元, 是 32位有符号整数 转 浮点数（long-->float）,

而 KEIL 的这个单元, 是 32位无符号整数(含32位有符号整数) 转 浮点数（ulong 或 long -->float）,
  

STC32F FPMU 的这个单元, 和 KEIL 的不一致，不能直接替代KEIL官方库，半年前我就提出了，但STC至今未修改，如直接使用，在转换无符号整数时, 当最高位为1，会产生意想不到的错误结果。

必须用软件修正后才能使用。

结论：单纯用功能上讲，没问题，100分。但和 keil不兼容，早就提了，至今未改，扣 10分，总分：90分。

LAO***

18、浮点数协处理器控制操作：
   DMAIR = 0x31 及以上

   keil 用不到，未测试。

LAO***

总结：

STC32F 的 FPMU 单元，主要测试工作已全部完成，总体感觉，FPMU 单元 设计的很成功，几乎挑不出问题。

不考虑运算速度，总体性能（精度）优于 KEIL，适当的插入一点软件修正，完全能替代 KEIL的官方库，提高单精度浮点数计算速度。


存在的重大安全隐患问题，只有一个：

浮点数比较（fpcmp3）单元 ， DMAIR = 0x21；


执行 非浮点数时，直接按负溢出处理。这行不通的。

修改建议：

1、去掉对非浮点数的判断（不执行转负溢出处理），直接对输入数据比较。

2、或 增加对非浮点数的判断，一定要有正负符号位输出。

总之，碰到 非浮点数时，R7.0 符号位输出要正确才行。



其他问题（不是问题的问题，不改也行，加软件修正一下即可）

1、在 KEIL中，浮点数相减或比较，当指数为 0时，尾数 会和 0x07比较，能小于等于，结果则按 0处理。

2、在 KEIL中，浮点数检测，当指数为 0时（非规范浮点数），结果全部按 0处理。

LAO***

根据以上测试结果，对官方库 作了整理和修改，

主要改动地方有：

一.  官方库有点多, Large 模式和 Huge 模式 分开 两个库, 没必要, Keil 官方库, 这两种 模式, 都是合并成一个库的, 方便使用.

而让 Keil 官方分开的库, 是根据 Memory 储存模式不同, 分别 封装 不同的库, 其最主要的区别, 是 2字节指针 和 4字节指针.

2字节指针, 是为了兼容 51程序, 直接在 251上运行, 一般使用 Binary模式运行, 早期的芯片容量不大, 为节约内存而使用.

现在已完全没必要了.

STC32 采用 Source模式运行, 且芯片容量又大, 官方手册强调 STC32G 是 4字节指针。

因此, STC32 专用库只需要编写 支持4字节指针即可, 这样, 完全可以只用一个库, 解决所有问题.


二.  官方库编译时会产生大量警告及无用代码, 把库按照正规标准格式书写后编译, 这些警告及无用代码, 都不存在了。


三.  STC32 官方库, 8位整数转浮点数, 16位整数转浮点数, 32位整数转浮点数, FPMU硬件中, 输入的都是有符号数, 而 Keil编译器,

输入是充许 有符号数 和 无符号数 两种类型, Keil编译器 通过软件 自动识别, 但 STC32官方库没有这方面的相关处理, 当输入无符号类型的数据,

当最高位为 1时, 转换结果 会出错，现已修正。


四.  浮点数比较(comp), 由于单精度浮点数运算的原因, 尾数会有一定的误差, 如将分别计算出的 2个浮点数, 直接进行精确比较是否相等, 可能

永远都是不相等的, 无法得出正确的结果, 因此, 精确比较无实用价值.

Keil编译器在这方面设了一个窗口门阀, 修正尾数最后一字节后再测试比较, 当两数绝对值相差值, 小于一定值时, 认为是相等的,

否则不等, 输出 比较 大小结果。

LAO***

STC32 FPMU & MDU32 数学函数库来了！！！

使用须知：

1、本 STC32F_FPMDU.LIB 库, 包括了 FPMU & MDU32 库的所有功能，且进行了优化，

   原来挂的 STC32F_FPMU ， STC32G_MDU32 之类库，都要去掉, 以免冲突。

2、头文件用 STC32F_FPMDU.H ，如不需要使用 STC32 的一些特殊函数， 直接用 math.h 也行。


/*--------------------------------------------------------------------------
STC32F_FPMDU.H

Prototypes for mathematic functions for C251 Version 4.
Copyright (c) 1995-2004 Keil Elektronik GmbH and Keil Software, Inc.
All rights reserved.
--------------------------------------------------------------------------*/
#include <math.h>

#pragma SAVE
#pragma PARM251

extern char  fcheck (float val);        // 浮点数检测(check),数据格式keil标准
extern char  fxam   (float val);        // 浮点数检测(check),数据格式FPMU标准
extern char  finit  (void);                                // 初始化协处理器
extern char  fclex  (void);                                // 清除异常
extern char  fpcrr  (void);                                // 读控制寄存器
extern void  fpcrw  (char val);                // 写控制寄存器
extern char  fpsrr  (void);                                // 读状态寄存器
extern void  fpsrw  (char val);                // 写状态寄存器       


#pragma RESTORE


STC32F_LIB.rar (202.24 KB, 下载次数: 99)

2023-9-10 00:25 上传

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