F767板子使用UCOSIII+FPU出现浮点运算错误的问题

wanyingwe · 发表于 2018-8-23 19:09:02

本帖最后由 wanyingwe 于 2018-8-23 19:18 编辑

项目采用F767芯片，使用了UCOSIII系统，实际运行中出现浮点计算数据异常的问题，后仔细排查发现输入值正常的情况下，计算结果出现了特别大的值。
后来将FPU关闭之后计算数值一切正常。
计算代码示意如下，其他值都正常，结果错的离谱。

[mw_shl_code=c,true]traj_PATH_y = q_3*powf(traj_PATH_x,3) + q_4*powf(traj_PATH_x,4)+ q_5 *powf(traj_PATH_x,5);
traj_PATH_theta = 180.0f/Pi*atanf((traj_PATH_y - traj_PATH_y0)/((traj_PATH_x - traj_PATH_x0)));[/mw_shl_code]
每次出现错误的地方是随机的，只要是计算的数都有概率会错。
以下是几处配置的地方，不知有没有问题

1、option->target 选项中选择了use single precision
2、c/c++ 的define 中只添加STM32F767xx,USE_HAL_DRIVER
3、stm32f767xx.h中__FPU_PRESENT 设置为1

所有UCOS的任务都加入了OS_OPT_TASK_SAVE_FP选项，任务堆栈也都设置的很大，基本都是1024的。
没有用arm_math.h中的函数，只用了math.h的函数，按理讲应该只影响效率不影响结果的。

实在是搞不定了，在网上搜了好久也没有找到合理的解释。
现在怀疑两个方面的问题：
1、FPU配置的问题，不知道有没有不合适的地方；
2、UCOS运行会不会影响FPU的结果，没有找到相关的解释。

求大神指点，万分感激~~

wwqc · 发表于 2018-8-23 19:09:03

每次浮点任务应该开关中断，STM32F767ucos开发手册，ucos移植有介绍。

正点原子 · 发表于 2018-8-24 01:28:39

F7应该是double precision

正点原子 · 发表于 2018-8-24 01:29:05

另外，尝试下任务堆栈，做字节对齐。

正点原子 · 发表于 2018-8-24 01:29:09

比如32字节对齐

wanyingwe · 发表于 2018-8-24 07:55:59

正点原子发表于 2018-8-24 01:29
比如32字节对齐

F7可以设置double或者single，是只能设置double？
任务堆栈现在是8字节对齐，我再改成32字节对齐试一试吧。

wanyingwe · 发表于 2018-8-24 07:56:37

正点原子发表于 2018-8-24 01:29
比如32字节对齐

多谢原子哥指点

wanyingwe · 发表于 2018-8-24 13:17:48

改为32字节对齐还是不行

正点原子 · 发表于 2018-8-25 02:00:52

wanyingwe 发表于 2018-8-24 13:17
改为32字节对齐还是不行

实在不行，就简化代码先吧

wanyingwe · 发表于 2018-8-25 09:44:49

正点原子发表于 2018-8-25 02:00
实在不行，就简化代码先吧

原子哥，昨天调试发现计算的时候关中断就不出错了。
但按道理讲创建任务时候加了OS_OPT_TASK_SAVE_FP选项的，可结果来看好像浮点寄存器出入栈的时候出了问题。
不懂还有什么地方有问题的。

wwqc · 发表于 2018-8-25 15:55:18

顶起来。。。

wanyingwe · 发表于 2018-8-27 09:30:11

别沉啊，求高手来讨论一下

小工人 · 发表于 2018-8-27 15:28:00

是这样的。应该和移植ucos时把 Lazy Stacking堆栈给关掉了的原因，如果想正常使用定时器中断，要把 Lazy Stacking接到里边去。我也遇到这个问题，但是还没成功解决

wanyingwe · 发表于 2018-8-27 19:42:32

wwqc 发表于 2018-8-27 16:54
每次浮点任务应该开关中断，STM32F767ucos开发手册，ucos移植有介绍。

是原子的UCOS手册吗，我找了找没有找到说要关中断呢，例程中测试浮点的程序是这么写的
[mw_shl_code=c,true]double_num+=0.01f;
OS_ENTER_CRITICAL(); //进入临界区(关闭中断)
printf("double_num 的值为: %.4f\r\n",double_num);
OS_EXIT_CRITICAL(); //退出临界区(开中断)
delay_ms(1000); //延时 1000ms[/mw_shl_code]
计算的时候没有关中断，就是打印的时候有加。

wanyingwe · 发表于 2018-8-27 19:54:08

小工人发表于 2018-8-27 15:28
是这样的。应该和移植ucos时把 Lazy Stacking堆栈给关掉了的原因，如果想正常使用定时器中断，要把 Lazy St ...

整个工程里面搜lazy只有这几个东西，官方编程手册和参考手册都没有lazy相关的介绍，不懂怎么搞啊。

小工人 · 发表于 2018-8-28 09:12:07

wanyingwe 发表于 2018-8-27 19:54
整个工程里面搜lazy只有这几个东西，官方编程手册和参考手册都没有lazy相关的介绍，不懂怎么搞啊。

惰性堆栈，原子提供的ucos工程为了使用fpu把惰性堆栈关了，关掉之后会影响中断切换的时候无法正常使用fpu。如果想两个都正常使用，需要把惰性堆栈打开，并且在ucos任务切换的压栈过程里加入惰性堆栈

wanyingwe · 发表于 2018-8-29 07:46:14

小工人发表于 2018-8-28 09:12
惰性堆栈，原子提供的ucos工程为了使用fpu把惰性堆栈关了，关掉之后会影响中断切换的时候无法正常使用fpu ...

大侠，恕我愚钝，实在是没有找到惰性堆栈相关的资料，有没有相关的资料给分享一下，感激不尽！

小工人 · 发表于 2018-8-29 08:22:01

C:\Users\Administrator\Desktop\QQ截图20180829081957.png

wanyingwe · 发表于 2018-8-29 20:54:56

小工人发表于 2018-8-29 08:22

不好意思，真是眼瞎了，找了半天浮点就没看见这个。。。
找到M7内核的参考手册，看到有如下说明：

我的理解是：lazy stacking的机制是中断时不及时入栈，检测到中断中用到浮点寄存器才会入栈，可以减少中断处理时间；
关掉这个特性的话会每次中断都会入栈，但因为是UCOS，每次都会保存到任务堆栈中，这和数据错误有什么关系呢？不很理解。

小工人 · 发表于 2018-9-3 16:49:10

wanyingwe 发表于 2018-8-29 20:54
不好意思，真是眼瞎了，找了半天浮点就没看见这个。。。
找到M7内核的参考手册，看到有如下说明：

问一下，你的问题解决了吗？尝试把 Stack_Size EQU 0x00000400 设置大一点试试

wanyingwe · 发表于 2018-9-3 19:47:48

小工人发表于 2018-9-3 16:49
问一下，你的问题解决了吗？尝试把 Stack_Size EQU 0x00000400 设置大一点试试

我改到1000了都，现在临界区改为关中断方式，关临界区就好了

小工人 · 发表于 2018-9-4 08:40:57

wanyingwe 发表于 2018-9-3 19:47
我改到1000了都，现在临界区改为关中断方式，关临界区就好了

就是不用临界区就好了？

wanyingwe · 发表于 2018-9-4 09:57:06

小工人发表于 2018-9-4 08:40
就是不用临界区就好了？

OS_CFG_ISR_POST_DEFERRED_EN选项设置为0，在计算的时候加临界区保护

zhengwending · 发表于 2018-9-14 12:47:56

你好你的问题解决了吗？我也遇到了相似的问题求教

小白哈哈额好 · 发表于 2018-9-14 23:08:54

这个问题我在半年前遇到过，我的临时解决方法是所有的浮点数全部替换成整型处理了。
我认为这个问题的根本原因是OS_CPU_A.ASM这个文件的问题，现在网上所有的这个文件都是用的cortex-m4的， WJ3S3H%YLS(CA3]BI}@0.png

这个文件包含多个函数用于任务切换，其中包括多个与浮点数寄存器堆栈有关的函数，它只支持single precision，显然stm32f767(cortex-m4)的double precision是不兼容的。

这个文件本应该是官方发布（可惜一直没发），由于本人水平有限，不懂汇编，还请高人参照数据手册实现函数，为民造福@正点原子