參考資料：正點原子STM32F4開發指南（庫函式版本） 51.FPU測試(Julia分形)實驗 & 52.DSP測試實驗 一、硬體FPU的使能

STM32F4 硬體FPU 使用的要點：設定CPACR 暫存器（協處理器控制暫存器）bit20~23 為1，使能硬體FPU。CPACR 暫存器這4 個位的設定，我們在system_stm32f4xx_c 檔案裡面開啟，要求巨集定義：__FPU_PRESENT=1 &__FPU_USED=1.

  /* FPU settings ------------------------------------------------------------*/
  #if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1)
    SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2));  /* set CP10 and CP11 Full Access */
  #endif

1.巨集定義識別符號__FPU_PRESENT 用來確定處理器是否帶FPU 功能，因為F4 是帶FPU 功能的，所以在我們的stm32f4xx.h 標頭檔案裡面，我們預設是定義了__FPU_PRESENT 為1（位於stm32f427xx.h檔案中）。

#define __FPU_PRESENT 1U /*!< FPU present */

2.識別符號__FPU_USED 用來確定是否開啟FPU功能。設定方法又三種：（1）第一種是直接在標頭檔案STM32f4xx.h 中定義巨集定義識別符號__FPU_USED 的值為1；（2）在Target選項卡里面，設定Floating Point Hardware 為Use Single Precision（最簡便）；（3）在C/C++選項卡內，新增全域性巨集定義識別符號__FPU_USED=1

通過設定以上兩個巨集定義即可使能硬體FPU。

二、支援DSP指令集

STM32F4 採用Cortex-M4 核心，相比Cortex-M3 系列除了內建硬體FPU 單元，在數字訊號處理方面還增加了DSP 指令集，支援諸如單週期乘加指令（MAC（32 位乘法累加）），優化的單指令多資料指令（SIMD），飽和算數等多種數字訊號處理指令集。相比Cortex-M3，Cortex-M4 在數字訊號處理能力方面得到了大大的提升。Cortex-M4 執行所有的DSP 指令集都可以在單週期內完成，而Cortex-M3 需要多個指令和多個週期才能完成同樣的功能。

受益於SIMD 指令的支援，Cortex-M4 處理器能在單週期內完成高達32×32+64——>64 的運算，為其他任務釋放處理器的頻寬，而不是被乘法和加法消耗運算資源。

1、DSP庫的介紹

STM32F4 的DSP 庫原始碼和測試例項在ST 提供的標準庫：stm32f4_dsp_stdperiph_lib.zip 裡面就有（該檔案可以在：http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1743/P
F257901 下載，檔名：STSW-STM32065），檔案位於：STM32F4xx 韌體庫——STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0——Libraries——CMSIS——DSP_Lib，該資料夾下目錄結構如下所示：

DSP_Lib 原始碼包的Source 資料夾是所有DSP 庫的原始碼，Examples 資料夾是相對應的一些測試例項。這些測試例項都是帶main 函式的，也就是拿到工程中可以直接使用。接下來我們一一講解一下Source 原始碼資料夾下面的子資料夾包含的DSP 庫的功能。
BasicMathFunctions
基本數學函式：提供浮點數的各種基本運算函式，如向量加減乘除等運算。
CommonTables
arm_common_tables.c 檔案提供位翻轉或相關引數表。
ComplexMathFunctions
複雜數學功能，如向量處理，求模運算的。
ControllerFunctions
控制功能函式。包括正弦餘弦，PID 電機控制，向量Clarke 變換，向量Clarke 逆變換等。
FastMathFunctions
快速數學功能函式。提供了一種快速的近似正弦，餘弦和平方根等相比CMSIS 計算庫要快的數學函式。
FilteringFunctions
濾波函式功能，主要為FIR 和LMS（最小均方根）等濾波函式。
MatrixFunctions
矩陣處理函式。包括矩陣加法、矩陣初始化、矩陣反、矩陣乘法、矩陣規模、矩陣減法、矩陣轉置等函式。
StatisticsFunctions
統計功能函式。如求平均值、最大值、最小值、計算均方根RMS、計算方差/標準差等。

SupportFunctions
支援功能函式，如資料拷貝，Q 格式和浮點格式相互轉換，Q 任意格式相互轉換。
TransformFunctions
變換功能。包括複數FFT（CFFT）/複數FFT 逆運算（CIFFT）、實數FFT（RFFT）/實數
FFT 逆運算（RIFFT）、和DCT（離散餘弦變換）和配套的初始化函式。

所有這些DSP 庫程式碼合在一起是比較多的，因此，ST 為我們提了.lib 格式的檔案，方便使用。這些.lib 檔案就是由Source 資料夾下的原始碼編譯生成的，如果想看某個函式的原始碼，大家可以在Source 資料夾下面查詢。.lib 格式檔案路徑：STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0——Libraries——CMSIS——Lib——ARM ，總共有8個.lib 檔案，我們所用的STM32F4 屬於CortexM4F 核心，小端模式，應選擇：arm_cortexM4lf_math.lib(浮點Cortex-M4小端模式)。

2.DSP 庫執行環境搭建

在MDK 裡面搭建STM32F4 的DSP 執行環境(使用.lib 方式) （1）新增檔案。首先，我們在例程工程目錄下新建：DSP 資料夾，存放我們將要新增的檔案：arm_cortexM4lf_math.lib 和相關標頭檔案【STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0——Libraries——CMSIS——Include 這個Include 資料夾，裡面包含了我們可能要用到的相關標頭檔案】 lib檔案，不參與編譯，只參與連結定位，所以編譯速度快，但是有點佔空間。 （2）新增標頭檔案包含路徑。

（3）新增全域性巨集定義

最後，為了使用DSP 庫的所有功能，我們還需要新增幾個全域性巨集定義：
1，__FPU_USED（已經通過Target選項卡設定）
2，__FPU_PRESENT（預設衛1）
3，ARM_MATH_CM4
4，__CC_ARM
5，ARM_MATH_MATRIX_CHECK
6，ARM_MATH_ROUNDING

注意中間用英文逗號分開。其中ARM_MATH_MATRIX_CHECK是庫函式的引數檢查開關，這裡新增後，就開啟。ARM_MATH_ROUNDING這個是庫函式在運算是是否開啟四捨五入的功能，我這裡新增，可以根據自己的需要進行配置。ARM_MATH_CM4這個就非常重要，必須要配置進去，否則在編譯之後，會預設使用math.h的庫函式，而不會用到硬體的FPU的。__CC_ARM是不同編譯器的編譯配置巨集定義，__CC_ARM就是代表MDK開發環境。 本人：USE_HAL_DRIVER（HAL庫） STM32F427xx ARM_MATH_CM4 __FPU_USED=1U __FPU_PRESENT=1U __CC_ARM ARM_MATH_MATRIX_CHECK ARM_MATH_ROUNDING

我們用到的就是sin 和cos 函式，不過實現方式不同。MDK 的標準庫（math.h）提供我們：sin、cos、sinf 和cosf 等4 個函式，帶f 的表示單精度浮點型運算，即float 型，而不帶f的表示雙精度浮點型，即double。
STM32F4 的DSP 庫，則提供我們另外兩個函式：arm_sin_f32 和arm_cos_f32 （注意：需要新增：arm_math.h 標頭檔案才可使用!!!），這兩個函式也是單精度浮點型的，用法同sinf 和cosf一模一樣。

正點原子還有FFT的例程，可以之後觀看。 浮點庫的函式用法和說明，可以看看stm32f4xx_dsp_stdperiph_lib_um.chm 檔案（也在官方的韌體庫中）。 基本配置就是這樣。