CMSIS-DSP 软件库使用指南¶

简介¶

CMSIS-DSP 软件库是一套用于基于 Cortex-M 和 Cortex-A 处理器的设备的通用计算处理函数。该库分为多个功能，每个功能涵盖一个特定类别，如：

基本数学函数
快速数学函数
复杂的数学函数
滤波器函数
矩阵函数
变换函数
电机控制函数
统计功能
支持功能
插值函数
支持向量机函数 (SVM)
贝叶斯分类器函数
距离函数
四元数函数

该库通常具有单独的函数来对 8 位整数、16 位整数、32 位整数和 32 位浮点值进行操作。

将 CMSIS-DSP 库搭配具有 FPU 的处理器，将能够提升运算效率。Cortex-M4 内核便具有单精度浮点单元 (FPU)，支持所有 Arm 单精度数据处理指令和所有数据类型。它还实现了全套 DSP（数字信号处理）指令和增强应用程序安全性的内存保护单元 (MPU)。

关于 CMSIS 的更多说明，请参考官方文档. 选择其中的 CMSIS-DSP 标签页以查看 CMSIS-DSP 的相关信息。

请注意，CMSIS-DSP V1.10.1 及其之后的版本迁移至了独立的新仓库，新文档地址

软件包下载¶

基于 v1.14.2 的裁剪版本（推荐）

使用说明¶

主要版本差异¶

建议使用最新版本的 CMSIS-DSP 源码加入工程进行编译. 当前最新发布版本为

V1.10.1 及之后的版本迁移到新的仓库
V1.10.0 添加了 atan2 支持
V1.9.0 添加了矩阵向量相乘的功能，添加复数矩阵转置，支持四元数，添加对 f16 类型的更多支持
V1.8.0 添加了支持向量机、贝叶斯函数等等新函数
V1.6.0 更改了 DSP 文件夹结构
V1.5.3 删除预编译宏 __FPU_USED, __DSP_PRESENT

引入源码并配置 CMake¶

在我们提供的 CMakeLists模板中有以下内容：

CMake
# ########################## USER CONFIG SECTION ##############################
# set up proj
project(your_proj_name C CXX ASM) # TODO
set(CMSISDSP your_dsp_path) # if using DSP, modify your_dsp_path here
                            # e.g. set(CMSISDSP Drivers/CMSIS/DSP)

请在这里填写项目名称，以及工程根目录下所使用的 CMSIS-DSP 源码文件夹的相对路径。

例如你将 CMSIS-DSP 源码文件夹放在了 ./Drivers/CMSIS/ 目录下，且源码文件夹名为 CMSIS-DSP-1.14.2，那么请将 your_dsp_path 改为 Drivers/CMSIS/CMSIS-DSP-1.14.2

CMake
# ! rebuild or use command line `cmake .. -D` to switch option
# floating point settings
option(ENABLE_HARD_FP "enable hard floating point" OFF) # TODO
option(ENABLE_SOFT_FP "enable soft floating point" OFF) # TODO
option(USE_NEW_VERSION_DSP "DSP version >= 1.10.0" ON) # TODO

请在这里设置浮点选项。若使用具有 FPU 的处理器，将 ENABLE_HARD_FP 选项修改为 ON，删除 build 目录后重新编译；或在 build 目录下使用 cmake .. -DENABLE_HARD_FP=ON 配置命令行，启用浮点运算单元。

ENABLE_SOFT_FP 则用于兼容没有 FPU 的处理器。

然后选择是否使用 >= 1.10.0 版本的 CMSIS-DSP，选项的修改方式与上文所述类似。新版本的文件包含路径、预编译指令将与老版本有所差异，就像这样：

CMake
# add inc and src here  
include_directories(
  if(ENABLE_HARD_FP)
  if(USE_NEW_VERSION_DSP)
  ${CMSISDSP}/Include/dsp
  ${CMSISDSP}/Include
  ${CMSISDSP}/PrivateInclude
  else()
  ${CMSISDSP}/Include
  endif()
  endif()
)

以上一段配置是 CMSIS-DSP 需要的头文件包含路径，不需要改动。

CMake
# !! Keep only sub folders required to build and use CMSIS-DSP Library.
# !! If DSP version >= 1.10, for all paths including DSP folders, plz add [^a] to filter DSP files.
# !! e.g. your_dsp_path = Drivers/CMSIS/DSP, use "Drivers/[^a]*.*" "${CMSISDSP}/[^a]*.*" 
file(GLOB_RECURSE SOURCES
  "Core/*.*"
  "Drivers/*.*"

  # "${CMSISDSP}/*.*" # uncomment this line when using DSP
  # TODO
)

# #############################################################################

最后需要注意的是源文件的选取。我们建议将软件包裁剪后加入工程，可使用上文提供的已裁剪版本，裁剪规则参考源码仓库的 README.md：

需要注意，对于这样裁剪得到的软件包，直接编译会有大量 WARNING，具体原因可参考这条经验。因此，当添加 CMSIS-DSP 目录以及包含有 CMSIS-DSP 文件夹的父目录时，可以加上正则表达式 [^a] 来解决 WARNING.

例如你之前将 your_dsp_path 改为 Drivers/CMSIS/CMSIS-DSP-1.14.2，意味着 Drivers/ 是CMSIS-DSP 文件夹的父目录，那么你可以这样筛选源文件：
CMake
1
2
 "Drivers/[^a]*.*"
 "${CMSISDSP}/[^a]*.*"

附录¶

版本说明¶

版本号	发布日期	说明	贡献者
	2022.12.14	首次发布	薛东来