基于TMS320F2807x的IQmath的移植方法

為了兼容基于IQmath的程序的移植，本文給出了基于TMS320F2807x的IQmath的移植方法。

一.測(cè)試相關(guān)環(huán)境

測(cè)試相關(guān)的軟硬件環(huán)境如下表所列：

您可以選擇任意示例工程，這里選擇的工程為 adc_soc_epwm_cpu01，它的工程文件的目錄為：

C:\ti\controlSUITE\device_support\F2807x\v210\F2807x_examples_Cpu1\adc_soc_epwm\cpu01

在CCS中import該工程后，右擊工程，選擇Properties，并打開(kāi)Build Configuration下的Set Active，選擇CPU1_FLASH，使程序在flash下運(yùn)行。

二. 工程修改步驟

1.在新的工程中添加IQmath庫(kù)文件，由于TMS320F2807x為浮點(diǎn)運(yùn)算的芯片，所以選擇IQmath_fpu32.lib這個(gè)庫(kù)。

2.在新的工程中添加IQmath函數(shù)庫(kù)的頭文件IQmathLib.h，并在原有工程中添加以下語(yǔ)句：

#include "IQmathLib.h"；

以上兩均添加好的工程的文件列表如下：

3.由于IQmathTables不再固化在芯片的ROM中，需要將這一部分的程序拷貝到FLASH中，則要修改CMD文件，增加了IQmath和IQmathTables的內(nèi)存分配。這個(gè)CMD文件在TI官方的軟件包c(diǎn)ontrolSUITE中已經(jīng)提供，地址如下：

C:\ti\controlSUITE\device_support\F2807x\v210\F2807x_common\cmd

選擇2807x_FLASH_IQMATH_lnk_cpu1.cmd,

在FLASHB和FLASHC中專(zhuān)門(mén)給IQmath和IQmathTables分配了空間：

4.為了保持一個(gè)工程中僅有一個(gè)CMD文件，將工程中自帶的Flash_lnk.cmd刪除。

右鍵工程文件，選擇properties，在CCS Build下選擇C2000 Linker，刪除2807x_Generic_FLASH_lnk.cmd文件。

當(dāng)然，您也可以選擇修改原有的CMD文件，只要在FLASH中給IQmath和IQmathTables分配足夠的空間即可。

5.移植完成以后，在程序中添加IQmath函數(shù)的測(cè)試代碼。

首先在main函數(shù)前增加IQ格式的變量定義：

_iq IQresult =_IQ(1.0);

_iq IQsource;

在main函數(shù)調(diào)用IQmath庫(kù)中的任意函數(shù)，這里我調(diào)用了IQsin()函數(shù)進(jìn)行測(cè)試：

IQresult =_IQsin(IQsource);

通過(guò)實(shí)際debug，計(jì)算結(jié)果與預(yù)期相符。

三. TMS320F2807x Piccolo系列芯片在運(yùn)算能力上的提升

1. 浮點(diǎn)運(yùn)算單元FPU

FPU全稱(chēng)Float Point Unit，即浮點(diǎn)運(yùn)算單元，是專(zhuān)用于浮點(diǎn)運(yùn)算的處理器。在大多數(shù)現(xiàn)在的通用計(jì)算機(jī)架構(gòu)中，會(huì)在CPU中集成一個(gè)或多個(gè)浮點(diǎn)運(yùn)算器，但許多嵌入式處理器沒(méi)有在硬件上支持浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算。

TMS320F2807x Piccolo系列芯片使用C28x+FPU的架構(gòu)，在原有的C28x定點(diǎn)CPU的基礎(chǔ)上加入了一些寄存器和指令，來(lái)支持IEEE 單精度浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算。對(duì)于在定點(diǎn)微處理器上編寫(xiě)的程序，浮點(diǎn)C2000也完全兼容，不需要對(duì)程序做出改動(dòng)。

下表給出了與定點(diǎn)處理器相比，浮點(diǎn)處理器在計(jì)算能力上的提升：

可見(jiàn)，與定點(diǎn)處理器相比，浮點(diǎn)處理器不但在程序編寫(xiě)上更加簡(jiǎn)潔，性能上也有了很大的提升，在進(jìn)行除法，開(kāi)方，F(xiàn)FT和IIR濾波等算法等指令中效率更高。

2. 三角函數(shù)運(yùn)算單元TMU

與此同時(shí)，該系列芯片內(nèi)部還集成了浮點(diǎn)三角函數(shù)運(yùn)算單元TMU，它增強(qiáng)了C28-FPU的指令集。通過(guò)提供以單周期高效方式執(zhí)行某些三角函數(shù)和算術(shù)函數(shù)的指令，減少了常見(jiàn)復(fù)雜函數(shù)運(yùn)算的處理延遲，進(jìn)一步提高了實(shí)時(shí)控制算法的性能。

帶有TMU單元和沒(méi)有TMU單元的CPU在一些常見(jiàn)函數(shù)的執(zhí)行周期的對(duì)比情況如下表：

TMU可以對(duì)許多常用的實(shí)時(shí)控制算法有極大的優(yōu)化，常見(jiàn)的有以下幾種：

1.Park和Inverse Park變換；

2.空間矢量控制；

3.dq0和Inverse dq0變換；

4.FFT幅度和相位計(jì)算。

以Park變換為例，使用FPU來(lái)執(zhí)行，通常需要80到100多個(gè)周期來(lái)，而集成了TMU單元的CPU僅需13個(gè)指令周期即可完成，與沒(méi)有TMU相比，性能提高了85％。

因此，針對(duì)復(fù)雜且對(duì)實(shí)時(shí)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適的選擇。

審核編輯：何安