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CW32L012和STM32F103在定位和性能上差異顯著，在三角函數(shù)的運(yùn)算性能上的對(duì)比亦非常直觀。

一、 硬件架構(gòu)對(duì)比（性能基礎(chǔ)）

兩者都沒(méi)有硬件浮點(diǎn)運(yùn)算單元。 但在運(yùn)算三角函數(shù)時(shí)，CW32L012支持CORDIC算法。

二、 三角運(yùn)算性能具體分析

1：標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)浮點(diǎn)運(yùn)算（如 math.h 的 sinf, cosf）

這是最常用但也是最慢的方式。

STM32F103C8：Cortex-M3內(nèi)核的整體性能，使其在運(yùn)行相同的軟件浮點(diǎn)庫(kù)時(shí)，性能優(yōu)于CW32L012的Cortex-M0+。

CW32L012C8：Cortex-M0+內(nèi)核設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單，但用軟件浮點(diǎn)運(yùn)算效率較低，耗時(shí)會(huì)更長(zhǎng)。

以下是使用STM32F103C8T6和CW32L012C8T6兩種芯片。使用math.h運(yùn)算SIN和COS的代碼實(shí)現(xiàn)。

STM32F103使用math.h運(yùn)算SIN30度與COS30度 :

float angle; 
void performance_test(unsigned long iterations)
{
 unsigned long i=0;
 float y1,y2;

 for(i=1;i<=iterations;i++)
 {  
  y1=sin(angle);  
  y2=cos(angle);
 }
}
void LED_Init(void)
{
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
}
void TIM1_Init(void)
{
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1,ENABLE);
 TIM_InternalClockConfig(TIM1); 
 TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM1_Initstructure;
 TIM1_Initstructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
 TIM1_Initstructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
 TIM1_Initstructure.TIM_Period=1000-1;  //定時(shí)時(shí)長(zhǎng)=72000000/(Prescaler-1)/(Period-1)
 TIM1_Initstructure.TIM_Prescaler=72-1;
 TIM1_Initstructure.TIM_RepetitionCounter=0;
  TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM1_Initstructure);
 TIM_ITConfig(TIM1,TIM_IT_Update,ENABLE);
 TIM_ClearFlag(TIM1,TIM_IT_Update); 
 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); 
 NVIC_InitTypeDef NVIC_Initstructure;
 NVIC_Initstructure.NVIC_IRQChannel=TIM1_UP_IRQn;
 NVIC_Initstructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
 NVIC_Initstructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;
 NVIC_Initstructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
 NVIC_Init(&NVIC_Initstructure); 
 TIM_Cmd(TIM1,ENABLE);
}
unsigned int timecount=0;
unsigned int lastcmputetime=0;
int main(void)
{
  char temp_buff1[40];
  LED_Init(); 
 TIM1_Init();
   OLED_Init();               //清屏
  OLED_Printf(0,0,OLED_6X8," SIN/COS COMPUTE Test ");
  OLED_Printf(0,16,OLED_6X8,"  For 1000000 Times ");   
 OLED_Update();  
 angle=0.523; //0.785（45度弧度制）=45度/180度*3.14  0.523（30度弧度制）=30/180*3.14
 while (1)
 {
       sprintf(temp_buff1, " STM32F103 start......      ");
           OLED_Printf(0, 32, OLED_6X8, temp_buff1);
           OLED_Printf(0, 48, OLED_8X16, "                 ");
   OLED_Update();   
   timecount=0;
   performance_test(1000000);
   lastcmputetime=timecount;       
   sprintf(temp_buff1, " STM32F103 used time:    ");
           OLED_Printf(0, 32, OLED_6X8, temp_buff1);
   sprintf(temp_buff1, "     %d mS    ", lastcmputetime);
           OLED_Printf(0, 48, OLED_8X16, temp_buff1);OLED_Update();
          while(1); //由于結(jié)果太慢，不進(jìn)行二次運(yùn)算，停在這里方便查看時(shí)間. 如果需要二次運(yùn)算，則屏蔽該條語(yǔ)句
       timecount=0;
    while(timecount=500) //以下用于檢查時(shí)間配置是否準(zhǔn)確
//  {timecount=0;
//   flag=1-flag;
//   if(flag==1)
//   GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);
//   else 
//   GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);
//  }
 }
}

使用MATH.H執(zhí)行結(jié)果：運(yùn)算100W次SIN30度與COS30度時(shí)間顯示內(nèi)容如下：

CW32L012使用math.h運(yùn)算SIN30度與COS30度：

核心代碼：

void performance_test(unsigned long iterations)
{
 unsigned long i=0;
 float y1,y2;

 CW_FLASH->CR2 = 0x5a5a001B;
 for(i=1;i<=iterations;i++)
 {  
  y1=sin(anglef);  
  y2=cos(anglef);
 }
 CW_FLASH-?>CR2 = 0x5a5a0003;
}

使用MATH.H執(zhí)行結(jié)果：運(yùn)算100W次SIN30度與COS30度時(shí)間顯示內(nèi)容如下：

2：使用硬件CORDIC

CORDIC是一種用移位和加法實(shí)現(xiàn)三角、雙曲等函數(shù)的算法。CW32L012的CORDIC提供某些數(shù)學(xué)函數(shù)的硬件加速，特別是三角函數(shù)，通常用于電機(jī)控制、計(jì)量、信號(hào)處理和許多其他應(yīng)用。與軟件實(shí)現(xiàn)相比，它加快了這些功能的計(jì)算速度，允許較低的工作頻率，或釋放處理器周期以執(zhí)行其他任務(wù)。

CW32L012的CORDIC支持余弦 cos、正弦 sin、相位角 atan2、模 hypot、反正切 atan、雙曲余弦 cosh、雙曲正弦 sinh、雙曲反正切 atanh 函數(shù)運(yùn)算。

CW32L012使用CORDIC運(yùn)算100W次SIN30度與COS30度的代碼實(shí)現(xiàn)如下：
int32_t angle; 
void RCC_Configuration(void)
{
   SYSCTRL_HSI_Enable(SYSCTRL_HSIOSC_DIV1);
    SYSCTRL_HCLKPRS_Config(SYSCTRL_HCLK_DIV1);
    SYSCTRL_PCLKPRS_Config(SYSCTRL_PCLK_DIV1);
    SYSCTRL_SystemCoreClockUpdate(96000000);
}
void performance_test1(unsigned long iterations)
{
 unsigned long i=0;
  int32_t  y1,y2;
  float  y11,y22;
 for(i=1;i<=iterations;i++)
 {       
  while (CORDIC_GetStatus().busy);  
    CW_CORDIC-?>Z =angle; // 寫(xiě)入Z寄存器啟動(dòng)運(yùn)算

    // 等待運(yùn)算完成
  while (!CORDIC_GetStatus().eoc);  //運(yùn)算完成標(biāo)志硬件置1，讀取運(yùn)算結(jié)果硬件清0
    // 讀取結(jié)果  
//y1=CW_CORDIC->Y;//sin(PI/6);  // 正弦結(jié)果在Y寄存器 Q1.31格式 根據(jù)需要使用
//y2=CW_CORDIC->X;//cos(PI/6); // 余弦結(jié)果在X寄存器 Q1.31格式 根據(jù)需要使用
  //y11=q1_31_to_float(y1);   //正弦結(jié)果轉(zhuǎn)浮點(diǎn)數(shù) 根據(jù)需要使用
  //y22=q1_31_to_float(y2);   //余弦結(jié)果轉(zhuǎn)浮點(diǎn)數(shù) 根據(jù)需要使用
 }
}
void BTIM1_Configuration(void)     //1ms進(jìn)一次中斷
{
 BTIM_TimeBaseInitTypeDef BTIM_TimeBaseInitStruct = {0}; 
 __SYSCTRL_BTIM123_CLK_ENABLE();
  __disable_irq();
  NVIC_EnableIRQ(BTIM1_IRQn);
  __enable_irq(); 
 BTIM_TimeBaseInitStruct.BTIM_Mode = BTIM_MODE_TIMER; 
  BTIM_TimeBaseInitStruct.BTIM_Period = 1000 - 1;
  BTIM_TimeBaseInitStruct.BTIM_Prescaler = 96 - 1;    // 8
  BTIM_TimeBaseInit(CW_BTIM1, &BTIM_TimeBaseInitStruct); 
  BTIM_ITConfig(CW_BTIM1, BTIM_IT_UPDATE, ENABLE);
  BTIM_Cmd(CW_BTIM1, ENABLE);
}
unsigned int timecount=0;
unsigned int lastcmputetime=0;
int main(void)
{ 
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    char temp_buff1[4];
  RCC_Configuration();//時(shí)鐘配置
  cordic_init_t init = {
        .func = CORDIC_FUNC_COS,  // 選擇余弦函數(shù)
        .scale = 0,              // 不使用擴(kuò)展范圍
        .format = CORDIC_FORMAT_Q1_31, // 使用q1.31格式
        .iter = CORDIC_ITER_20,  // 迭代次數(shù)
        .comp = 1,               // 硬件補(bǔ)償伸縮因子
        .ie = 0,                 // 禁用中斷
        .dmaeoc = 0,             // 禁用DMA
        .dmaidle = 0             // 禁用DMA空閑
    };  
  CORDIC_Init(&init);  //sin cos運(yùn)算初始化

    EAU_Init();// 初始化EAU    
    EAU_SetMode(EAU_MODE_UNSIGNED_DIV);// 設(shè)置為無(wú)符號(hào)除法模式

 __SYSCTRL_GPIOC_CLK_ENABLE();    //GPIOC LED
    GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_PIN_13;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_Init( CW_GPIOC, &GPIO_InitStruct);
    GPIO_WritePin(CW_GPIOC,GPIO_PIN_13,GPIO_Pin_RESET);
  BTIM1_Configuration(); //1MS    
       OLED_Init();               //清屏
        OLED_Printf(0,0,OLED_6X8," SIN/COS COMPUTE Test ");
  OLED_Printf(0,16,OLED_6X8,"  For 1000000 Times ");   
  OLED_Update();   

   angle = float_to_q1_31(0.167);//float_to_q1_15   // 0.25=1/4，即：運(yùn)算45度=PI/4，換算為Q1.31格式,   //0.167=1/6 PI/6=30度
  while (1)
    {   
   sprintf(temp_buff1, " CW32L012 start......      ");
      OLED_Printf(0, 32, OLED_6X8, temp_buff1);
      OLED_Printf(0, 48, OLED_8X16, "                 ");
   OLED_Update();   
   timecount=0;
   performance_test1(1000000);
   lastcmputetime=timecount;    
   sprintf(temp_buff1, " CW32L012 used time:    ");
      OLED_Printf(0, 32, OLED_6X8, temp_buff1);
   sprintf(temp_buff1, "     %d mS    ", lastcmputetime);
      OLED_Printf(0, 48, OLED_8X16, temp_buff1);OLED_Update();
   timecount=0;
   while(timecount

	

	運(yùn)算結(jié)果：

	

	計(jì)算100W次SIN30度 與COS30度。其中運(yùn)算結(jié)果數(shù)據(jù)表示為：CORDIC運(yùn)算結(jié)果為Q1.31格式表示；math.h：運(yùn)算結(jié)果為浮點(diǎn)數(shù)表示。

	時(shí)間對(duì)比參考如下：

	

	?

	審核編輯 黃宇