MCU浮点运算总结

  在学习Cotex-A架构的I.MX6ULL时，可以开启浮点运算单元FPU。其原理是通过附带的协处理器CP15实现。

1、ARMv7-A 协处理器
ARMv7-A 处理器除了标准的 R0~R15，CPSR，SPSR 以外，由于引入了 MMU、TLB、Cache 等内容，ARMv7-A 使用协处理器来对这些扩展来进行管理，ARMv7-A 支持 16 个协处理器，编号从 CP0~CP15，其中的 CP15 协处理器称之为系统控制协处理器，CP15 协处理器下的寄存器包含了 MMU、TLB、Cache等关键组件，其余的 CP0~CP14 有的控制Debug功能，有的控制 SIMD，有的控制浮点。

/*
* @description : 使能I.MX6U的硬件NEON和FPU
* @param : 无
* @return : 无
*/
void imx6ul_hardfpu_enable(void)
{
    uint32_t cpacr;
    uint32_t fpexc;
    /* 使能 NEON 和 FPU */
    cpacr = __get_CPACR();
    cpacr = (cpacr & ~(CPACR_ASEDIS_Msk | CPACR_D32DIS_Msk)) | 
                 (3UL << CPACR_cp10_Pos) | (3UL << CPACR_cp11_Pos);
    __set_CPACR(cpacr);
    fpexc = __get_FPEXC();
    fpexc |= 0x40000000UL;
    __set_FPEXC(fpexc);
}

  并且在编译指令中加入：-march=armv7-a -mfpu=neon-vfpv4 -mfloat-abi=hard，用于指定编译浮点运算的时候使用硬件FPU。

  像 51单片机和 STM32F1系列都没有硬件FPU，因此想用浮点运算需要引入<math.h>库，需要占用 CPU运算，因此运算很长。其原理是替换成汇编的时会用非浮点指令替代，但是又能够完成正确的浮点操作。

  ARM的浮点数计算貌似没那么简单，背后的原理还挺复杂的，还涉及到gcc编译指令，暂时挖个坑，之后来填！