嵌入式系统单精度与双精度浮点运算

开发平台

单片机——STM32F407ZGT6

软件——keil

代码分析

简单的LED闪烁功能实现代码可以如下所示：

LED_Toggle();

int i=0;

while(i<100000)

                 i+=1;

1.使用float进行计数

循环部分代码如下：

float i=0;

while(i<50000.0)

              i+=0.5;

上面的代码在实际编译时会报出warning：#1035-D: single-precision operand implicitly converted to double-precision。这个warning的产生是由于C语言的类型转换机制所导致。为了防止精度的损失，在进行不同精度的运算时，遵循下面的转换过程。

C语言类型转换

C语言默认代码中的0.5精度为双精度，因此在计算时，将i进行了精度转换。

2.显示指定float类型

循环部分代码如下：

while(i<50000.0f)

            i+=0.5f;

此时，之前编译产生的warning会消失。程序也能正常运行。

3.区别

首先，使用keil产生的code大小不一样，比较如下：

隐式数据转换：Program Size: Code=3556 RO-data=440 RW-data=12 ZI-data=1028

显示数据类型：Program Size: Code=2724 RO-data=440 RW-data=12 ZI-data=1028

下图是keil产生的上面两种方法的汇编文件比较，左边的是没有指定数据类型的代码，右边是显示指定数据表示方法的代码。

通过比较可以看出，默认的精度转换计算过程中，会先进行一个_aeabi_f2d的函数进行精度转换，然后进行双精度的加法。

而在右侧的计算过程中，由于STM32F407中的Cortex-M4自带FPU支持单精度浮点计算，可以直接使用浮点指令来完成计算。

两段代码实际运行的速度比较，据目测观察和实验，左侧的代码快了10倍以上。右侧的代码在数据精度的损失上很小。