现在用的最多的DSP就是TI的了,Ti的DSP主要分为3类,2000系列,5000系列和6000系列,其中20000系列主要用于工业控制,相当于是一个DSP核的单片机。5000系列和6000系列主要用于一些高性能的数字信号处理,如音频、视频的处理等。
2000系列的DSP主要用于工业控制如电机控制等,用的比较多的有TMS320F2407、TMS320F2812、TMS320F28335等,2407是16位的DSP核,价格大致几十元,2812为32位的DSP核,主频最大可达150M,价格也就100元左右,2407和2812都属较老的产品,应用也较为成熟。28335为浮点型的32位DSP,性能比2812高很多,价格也就一两百来块吧,不过由于最近缺货,价格都被吵得很高。
2000系列DSP内置了PWM模块uart、spi、can等接口,非常适合工业使用,尤其是电机控制。用户使用并不需要太多的数字信号处理的专业知识,开发方法和单片机类似,所以得到了广泛的应用。
这就要看你想把点击控制成什么水平了,以及你的外围驱动电路是使用标准的驱动器还是自己拿桥去搭。
103一般适合做一些小型的,对细分精度要求不是非常的高,的电机,配合点击驱动器的话很多复杂的动作以及多电机连动都能实现。
当然那这玩应对付大型工业电机的话。也不是用不了,一是看设计人员的水平,二是看你怕不怕坏~~~专业的还是弄个28335什么的靠谱,专门的电机库可以用,省去不少麻烦~~~
论坛上看到的比较。
这几天刚拿到STM32F4的评估板,STM32F4这次的卖点就是FPU和DSP指令集,关注了挺长时间,这次就想测试一下STM32F4的浮点性能,如果满足就升级自己飞控的架构。本来用STM32F103+28335双核架构,F28335当浮点处理器用,调试起来比较麻烦,所以一直想换了。
测试代码就是用的我飞控的算法,全部使用浮点运算,包含姿态和位置两个7阶和9阶的卡尔曼滤波器,包含大量的矩阵运算以及部分导航算法和PID控制器等,还有部分IF和SWITCH包含跳转的判定语句,相比纯算法算是一个比较综合的运算。
测试环境:
F28335:CCS V3.3,使用TI优化的数学库,不开优化,程序在RAM里执行。
STM32F4:KEIL V4.7,使用ARM优化的数学库,不开优化。
测试方法:
F28335:在飞控算法入口设置断点,清零CCS的CPU计数器(profile-clock),然后STEP OVER,记录下CPU的计数
STM32F4:在飞控算法入口设置断点,记录下Register窗口内算states计数器,然后STEP OVER,记录下新的计数器数值,与之前的数值相减得到CPU计数
测试结果:
F28335:253359个CPU周期,除以150MHZ,大约是1.69ms
STM32F4:一共285964个周期,除以168MHZ,大约是1.7ms,比F28335略慢
结论就是,对于包含相对较多跳转的综合浮点算法而言,STM32F4似乎并不慢多少。
抛开架构因素,从纯浮点运算方面来看的话。STM32F4的FPU加减乘指令VADD.F32、VSUB.F32、VMUL.F32都是单周期指令,而除法VDIV.F32耗费14个周期。
例如:a = a / b;产生的汇编为:
0x08000220 ED900A00 VLDR s0,[r0,#0x00]
0x08000224 4804 LDR r0,[pc,#16] ; @0x08000238
0x08000226 EDD00A00 VLDR s1,[r0,#0x00]
0x0800022A EE801A20 VDIV.F32 s2,s0,s1
0x0800022E 4803 LDR r0,[pc,#12] ; @0x0800023C
0x08000230 ED801A00 VSTR s2,[r0,#0x00]
复制代码 F28335: F28335的FPU有加减乘法指令,都是双周期的,由于没有硬件除法指令,F28335这里是用软件模拟的浮点除法,汇编可以看到 LCR $div_f32.asm字样,需要19个时钟周期。
例如:a = a * b,产生的汇编为:
0087B2 E203 MOV32 *-SP[4], R0H
0087B4 E2AF MOV32 R1H, *-SP[6], UNCF
0087B6 E700 MPYF32 R0H, R1H, R0H
0087B8 7700 NOP //需要让流水线等待FPU运算完毕,所以需要NOP
0087B9 E203 MOV32 *-SP[4], R0H
复制代码 除法:
0087BD E203 MOV32 *-SP[4], R0H
0087BF E2AF MOV32 R1H, *-SP[6], UNCF
0087C1 7640 LCR $div_f32.asm:52:71$
0087C3 E203 MOV32 *-SP[4], R0H
复制代码 结论:
可见单从浮点处理器来说,F28335是不如F4的FPU的。但是由于F28335是哈佛架构,有较长的流水线,可以在一个时钟周期里完成读取,运算和存储,所以程序连续运行的话,就比ARM快上许多许多,比如执行一次a = a + b只需要5个时钟周期,但是缺点就是一旦要跳转,就必须清空流水线,如果是
for(i = 0;i 1000; i ++)
a = a + b;
复制代码 这样的运算,速度反而要比ARM慢(测试下来单次是17周期,ARM是14).所以说这就是ARM和DSP不同的地方了。
看看这次测试比较,感觉环境还是有一定的问题:
1、F28335是在RAM中运行,并且两者都是在仿真器环境中进行运算,还是离线在Flash中跑比较靠谱。
2、两者编译平台一个是CCS,一个是KEIL,对通用语句的优化,有待商榷。
3、ARM和TI的数学库中,各自支持的运算种类不一样。
如果是一个伺服电机的话,说需要6路PWM的人显然是胡说,1路是可以的,如果只有一个方向转动的话,一般来说需要两路,控制伺服电机的正反转。速度控制,需要提供模拟信号,因此需要DA转换才行。
本文标签:电机控制用28335还是stm32