【经验分享】STM32G4学习笔记之DAC+FMAC

STMCU小助手 · 2022-07-05T09:32:14+00:00

1.高性能DAC : @' n% F T" N7 O6 v5 p1 yG4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) & q# G2 A( M$ @! G2 D , Z, B9 J( s8 @ - q" L( N6 p* ^" F$ }: N 4 F( K8 n5 C! A1 a0 C0 \; M1 C 8 W0 b2 _8 p. t ) ]- E7 N/ E( E" |5 k$ xDAC1,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。 9 H3 t$ n: x8 ?* a) u* z + _. A1 Q/ P) U$ I 4 r* \5 X2 \6 m+ e ' S2 h. [, [, p! e3 E 9 I! H: M4 o$ l' j' j( t1 K" \ 1 s5 }, T" ]5 L; c9 }- `8 | * A+ t' Q: W5 s/ { ! a( D! R( o! W4 u! U0 E# sDAC可以输出任意的高频模拟波形。, j6 c& E# R0 d) Y1 U: X, e( W9 `9 } 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。" t; r, d! u$ p; X n * d" N9 F' X1 M3 z6 p- Q7 ]2.滤波算法加速器FMAC（硬核FMAC+DMA滤波计算，能解放CPU）$ G# H" A# t( l6 v5 B4 V4 a6 f; Z ! S# |( [( [2 e/ }使用硬核的滤波，不通过软件程序进行，可以有效的解放CPU，8 T/ A" v; I' R& Q6 B3 W 2.滤波方程+ ^3 h+ B) M8 E6 P) U ) H9 l0 z4 c Z& B 0 b- B3 v8 r8 H( S) k 5 i9 |' c* y' T! l# z: O3.单乘累加架构 : I& \) U6 c( _8 r, }& G0 R; N/ Z & ~# S' G; J; y4 R0 I, g; K 9 z, K, ~6 I4 t5 B4 C FMAC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。% ?1 M% K3 n; E4 R. } 4 ?& X; @, {* D5 U/ w 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。: ^$ X) `# r* W2 r) V 7 z3 s! V0 D9 u( w* M1 P. g! s0 O6 r4.Buffer配置" D1 T7 P0 z3 O7 h/ { : J. ^/ T# v$ s. J 7 S7 D4 Q+ K5 g+ i 3 ]# a# ]5 ~ J& ?9 w% d/ U5.存储空间需求（Buffer的空间）-FIR 7 G% d5 r0 C, z% V 6 _; l8 m0 Q/ `9 Y" S8 I& _ ' G4 Q9 G- L) B) V0 g 4 _) z) G2 e( A( P o输入空间：N+k' k( J( e' _0 M8 |, u7 X 固定参数空间：N6 g3 J e- l9 f4 J0 k+ `( X 输出空间：k1 k& R; V- U# T* ~3 x% ?0 x 总的占用空间=2（N+k）应该小于Buffer的空间2561 a: W8 d. l. E5 E: C& s $ {% m- c) y' `: M 6.硬核与软件的滤波计算比较6 v; E6 _1 z- I7 p! ` 硬核处理滤波计算（FMAC+DMA），速度不占优，但是胜在可以解放CPU.5 Y4 D' R2 `$ V6 ^+ o 1 ?) G3 L0 Y' C4 N! @7 A7 s: P & {4 K8 F3 n: K V5 V/ A , m5 l' p$ ?7 H9 s9 V" O7.工作流控制 ) g: X7 Q/ l! t g3 ~2 S" I( u+ y + ]9 }; K2 L1 F3 W) E+ p ( N! B2 v) \" F3 U- J: G , C+ l' c8 V! T" M2 R5 K; V% ?' L . p, ], f1 r" S' m: o 1 Z: b Q& b: N9 ?0 @0 b: u7 \: i [ ! \' c+ l- z# k3 o * r) t3 s1 f' }7 V. Y# g9.FMAC应用举例 b2 j' j; W6 b% H- l0 E' {* | 5 d3 S, B# R1 S. _) E; m4 q* B% a; i2 t 6 ?; S) A5 [- Y) |0 _. j* s6 T. c7 u+ l , Y" t) `# _7 v: w9 Z6 u6 o6 v8 m! B) {8 ^9 q; r, j: j 8 K3 z, H; X0 G, M. X. E1 I & R' S1 n4 e* F/ J2 F, s3 L" j2 e 3 u0 {% P! C4 X $ \& g* y9 N; Y/ w! | ) y* ^ {# X f2 k7 a6 `$ a; \6 e; i: F. Z' I 代码：* j7 J* `+ S3 l/ w) g# K! o 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)( M! _6 r4 X; N7 q, T+ E ( c) T! Y) p. i: s$ }% `4 Y & P( j# I v- R" [9 t, [: x 8 L0 |7 C7 A3 y( b, @ P6 Y( Z1 v N. t , I4 o3 S0 l) u+ ] 2 N" a% Q r- v7 R* Z$ B! O S/ I1 S4 R. z1 K/ U8 x * z+ |: ^2 Y7 U3 N+ C2 q; _# _ 6 L( g" V# a3 p# u; {: Q+ `- `" L% s" L5 c 总结$ c$ x2 H& J% k STM32G4的Cordic可以加快环路计算9 f5 }5 e; c+ r) o! g. v! r • STM32G4的FMAC做滤波算法可以释放CPU资源 ( ]; Q- N: z2 i% q. L• 使用出色的片上运放，比较器即省成本又省板材空间 % W7 O# R1 g8 G9 V• 特色外设可以有更多设计想象 0 i( Q2 a; F0 g d" n8 ^7 N. k- S' ~8 p. ~) v 4 j$ o+ `4 n6 T4 g0 f + {) c# S. w- P, @* u( _: e: |2 b) B x( f. v6 {$ B3 f, L l9 } ( j+ R$ o* k2 d. K+ P" u( V: C

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STMCU小助手发布时间：2022-7-5 17:32

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文章简介:	STM32G4学习笔记之DAC+FMAC

1.高性能DAC
G4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)
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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。

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DAC可以输出任意的高频模拟波形。
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。

2.滤波算法加速器FMAC（硬核FMAC+DMA滤波计算，能解放CPU）

使用硬核的滤波，不通过软件程序进行，可以有效的解放CPU，
2.滤波方程

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3.单乘累加架构

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FMAC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。

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。

4.Buffer配置

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5.存储空间需求（Buffer的空间）-FIR

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输入空间：N+k
固定参数空间：N
输出空间：k
总的占用空间=2（N+k）应该小于Buffer的空间256

6.硬核与软件的滤波计算比较
硬核处理滤波计算（FMAC+DMA），速度不占优，但是胜在可以解放CPU.

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7.工作流控制

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* r) t3 s1 f' }7 V. Y# g9.FMAC应用举例

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代码：
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)

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6 L( g" V# a3 p# u; {: Q+ `- `" L% s" L5 c
总结
STM32G4的Cordic可以加快环路计算
• STM32G4的FMAC做滤波算法可以释放CPU资源
• 使用出色的片上运放，比较器即省成本又省板材空间
• 特色外设可以有更多设计想象