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【经验分享】STM32G4学习笔记之DAC+FMAC

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STMCU小助手 发布时间:2021-12-8 21:00
1.高性能DAC
! i- T/ x) R, A) T$ zG4系列一共有四个DAC,前两个为低速采集DAC(1MHz),后两个为高速(可达15MHz)
* w8 m2 H6 Q7 r
$ @% }7 h* V1 B3 U4 Y* k
20200724174034276.png
% v7 ]- Z5 `: |( G9 H

- T4 V6 h7 a! S, D6 L7 B, B
20200724174706457.png

" Z* d2 r4 i) D& k( v/ J' m% b/ j7 v9 @
DAC1,DAC2的采样速率最大为1MHz,DAC3,DAC4的采样速率最大为15MHz。但是没有直接连接的GPIO口。
. {$ L& d7 x$ E' {. c. M7 [# ~* g
8 O9 O3 m1 @: [; A
20200725100546822.png
: U. I7 t5 i& c* s

+ _- }4 d4 Y# U+ x% p' R# G1 W
20200725102032195.png

& W( T7 i% Q$ O6 O% W- W
. n# r+ \, n, B: T$ J' v/ z: Z/ ^
20200725102059872.png
1 |4 r6 @2 i- f: r( t1 z' m7 n" G
7 F0 ~$ i5 f, N) o$ S5 z# i  `) J7 F
DAC可以输出任意的高频模拟波形。
& {. b5 b) t( r$ F/ F4 R$ D此时DAC的更新速度受制于运放带宽的限制,因此最大的速度也就是13M。. k9 b1 z) _0 Y5 i9 v7 L

4 w+ }0 U1 F3 d' @/ g! L. j& R3 A. B2.滤波算法加速器FMAC(硬核FMAC+DMA滤波计算,能解放CPU)
; ?( A9 p7 y3 A- o3 I( L) O( \' @" }; h
20200725104311843.png
4 \- n- ^" b0 q% K4 b
; w) e: z1 E( e1 N

& W. c5 F. c, p: \5 d使用硬核的滤波,不通过软件程序进行,可以有效的解放CPU,
- z) |, f; N* Y. K2.滤波方程
0 j: l& x3 ]) o/ g! B2 |
7 G$ M" L& d% \8 u! V9 T& I
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. X7 ?: k8 n! g/ }3 n! ^% v

  b! s, }9 E$ `6 T. D# l5 j$ W# G3.单乘累加架构
" x  N' k- i3 v) r. Y9 v+ x8 C, e6 p& k- g2 J
20200725105056369.png
2 E8 ]8 X/ B6 A3 d$ J% W- B

8 d" z- a; @4 j+ SFMAC单乘累加架构,是重复利用的。输入有Buffer,输出也有Buffer,通过Buffer加一个乘累加器实现滤波的计算。
, _9 [" n+ e! W7 S1 f" d  ^4 J. T" N/ C3 g+ K/ ]9 t0 ]
Buffer:存储缓冲器,将外设送来的数据暂时存放,以便处理器将它取走。. T9 f3 q; ~8 s& G& Y, p

& X! k! L5 A0 c$ @3 u4.Buffer配置
( X6 a" S$ d8 i6 A9 x7 o' ~8 y6 h- g+ |3 T& m, s
20200725105214582.png
; P6 ~7 g  A/ H* G5 U3 ^
& m8 N' [: c7 |4 c
5.存储空间需求(Buffer的空间)-FIR
6 l$ r8 e6 q7 p6 d" E) j& E9 e6 k$ C, w3 l
20200725113904393.png
+ \+ o( t& ?0 I# n% K8 y( f

6 _9 w5 r" p/ g; H9 D& @输入空间:N+k5 v! T8 K& ^  x1 H
固定参数空间:N* n* R  L# U, z* \8 a
输出空间:k* [# x$ F' w* B  w1 B3 \; U% {) S5 u
总的占用空间=2(N+k)应该小于Buffer的空间256
' Y# p/ b' J( y6 l# b! k; M6.硬核与软件的滤波计算比较
( F. _0 i7 e) R( h硬核处理滤波计算(FMAC+DMA),速度不占优,但是胜在可以解放CPU.
. N3 O) k9 L$ H& {+ \. k5 h* r
3 x$ U$ x; U0 H: l2 L% X  G  Y/ m
20200725114947242.png

# R- B2 U$ Q4 a) y3 T1 M
! V2 _1 D5 I; Z8 k& q4 G7.工作流控制
% d3 W$ r$ T& g/ o) U/ q1 z
3 ]$ T; A9 [: |3 \1 B9 d9 g4 H
20200725122307469.png

- _2 X0 \* h5 q4 i* U4 g6 i  g3 U* }& m$ W& z
20200725122346451.png
: |$ p9 y. d' o2 g8 g: r8 l4 z+ [

' A3 k+ |; i( R; C$ }# ?# {0 G8 b& Q$ `( q+ R) J7 f
20200725122657175.png

/ o; ?/ ]- _7 {( Q
$ m4 y7 W/ [$ L# a/ x9 b! a! Z) U9.FMAC应用举例/ x* F  r# d3 U0 j* d1 l

3 p) E) \" F$ ?6 Z! L8 ^$ c
20200725122916185.png
4 p" g8 h6 O: A& U; r* s
  P# V0 [3 Y/ _: U# F5 D
20200725123036873.png

; e9 n4 F' k. ]% w! M$ {8 t0 L8 k6 Q5 E- E! u5 [
2020072512310251.png
, R7 O* N% \( s0 O6 m+ @" P' Y
$ C; F% O3 Z3 }. c
20200725123123685.png
0 ]9 U) e6 }. X2 N. U6 [+ t
2 U6 q& l) j6 ^4 N
2020072512314**.png
/ c, j; i* Y& F' X

/ L9 M4 s& ~  d" D( R. H6 L3 x( h, U4 a8 r. J. F7 S
代码:
1 i9 c0 P( S9 f( w' g
  1. 1.FMAC_FilterConfigTypeDef sFmacConfig; sFmacConfig.CoeffBaseAddress = 0; sFmacConfig.CoeffBufferSize = FIR_COEFF_B_SIZE; …… …… 2. HAL_FMAC_FilterConfig(&hfmac, &sFmacConfig); HAL_FMAC_FilterPreload(&hfmac, aInputValues, FIR_COEFF_B_SIZE + FIR_D1, aOutputDataToPreload, FIR_COEFF_A_SIZE +FIR_COEFF_B_SIZE) 3.HAL_FMAC_FilterStart(&hfmac, aCalculatedFilteredData, &FIR_OutputSize)
复制代码
/ ^# {! h! Q9 M% |
20200725123456384.png

8 w4 B8 |; F) W  o2 _
! x% a) V6 Z+ ]" v
20200725123522134.png

9 D) s: M0 \0 ~: X4 ?4 Q# s8 H( A
! N5 L: s+ p: Y% P- q
20200725123544835.png
  z* j3 k, O8 c9 [- L3 p
$ n% d0 s$ V8 w4 D  {
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( n1 ^5 E3 y. G" s( i7 V* T
3 W7 X- @* T/ ?/ A- a/ ]( Y
20200725123723577.png
+ O+ N5 M' Y' h1 [6 O5 P: ~' o
/ [" ?3 K: L8 n+ g: n, G+ c

% |9 [7 e- a" o) Q
6 B- s8 N; x8 p
/ i+ V3 d- R1 w  L7 S9 f
% {0 w  ^% h5 E( R4 n, j总结7 c. s1 v/ ?* A, i6 K
STM32G4的Cordic可以加快环路计算
/ Y0 d+ p  G  T3 {  B# [6 P! O• STM32G4的FMAC做滤波算法可以释放CPU资源
9 _( w* o' y, A9 [) h5 L• 使用出色的片上运放,比较器即省成本又省板材空间; m# e1 G9 K3 _" u
• 特色外设可以有更多设计想象
, _: K( G8 _" {% Q. y7 e
! x0 {# c' q0 S: c, Z' d- _( y0 {% e3 F. s- c) j
; p; w" u; x& c
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