STM32F4与STM32F1速度对比(Julia分形测试) ，结果惊人！50倍！！

正点原子

STM32F4究竟比STM32F1快多少？
这里我们以浮点计算为例，给大家一个具体的数据。
我们这里采用Julia分形，来验证浮点运算性能。

战舰STM32F1开发板代码如下：

[mw_shl_code=c,true]//FPU模式提示 #if __FPU_USED==1 #define SCORE_FPU_MODE "FPU On" #else #define SCORE_FPU_MODE "FPU Off" #endif #define ITERATION 128 //迭代次数 #define REAL_CONSTANT 0.285f //实部常量 #define IMG_CONSTANT 0.01f //虚部常量 //颜色表 u16 color_map[ITERATION]; //缩放因子列表 const u16 zoom_ratio[] = { 120, 110, 100, 150, 200, 275, 350, 450, 600, 800, 1000, 1200, 1500, 2000, 1500, 1200, 1000, 800, 600, 450, 350, 275, 200, 150, 100, 110, }; //初始化颜色表 //clut:颜色表指针 void InitCLUT(u16 * clut) { u32 i=0x00; u16 red=0,green=0,blue=0; for(i=0;i<ITERATION;i++)//产生颜色表 { //产生RGB颜色值 red=(i*8*256/ITERATION)%256; green=(i*6*256/ITERATION)%256; blue=(i*4*256 /ITERATION)%256; //将RGB888,转换为RGB565 red=red>>3; red=red<<11; green=green>>2; green=green<<5; blue=blue>>3; clut=red+green+blue; } } //产生Julia分形图形 //size_x,size_y:屏幕x,y方向的尺寸 //offset_x,offset_y:屏幕x,y方向的偏移 //zoom:缩放因子 void GenerateJulia_fpu(u16 size_x,u16 size_y,u16 offset_x,u16 offset_y,u16 zoom) { u8 i; u16 x,y; float tmp1,tmp2; float num_real,num_img; float radius; for(y=0;y<size_y;y++) { for(x=0;x<size_x;x++) { num_real=y-offset_y; num_real=num_real/zoom; num_img=x-offset_x; num_img=num_img/zoom; i=0; radius=0; while((i<ITERATION-1)&&(radius<4)) { tmp1=num_real*num_real; tmp2=num_img*num_img; num_img=2*num_real*num_img+IMG_CONSTANT; num_real=tmp1-tmp2+REAL_CONSTANT; radius=tmp1+tmp2; i++; } LCD->LCD_RAM=color_map;//绘制到屏幕 } } } u8 timeout; int main(void) { u8 key; u8 i=0; u8 autorun=0; float time; u8 buf[50]; Stm32_Clock_Init(9); //系统时钟设置 uart_init(72,9600); //串口初始化为9600 delay_init(72); //延时初始化 LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口 LCD_Init(); POINT_COLOR=RED; TIM3_Int_Init(65535,7200-1);//10Khz计数频率,最大计时6.5秒超出 POINT_COLOR=RED; LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"WarShip STM32F1"); LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"FPU TEST"); LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK"); LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2014/7/2"); LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"KEY0:+ KEY2:-"); //显示提示信息 LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"KEY_UP:AUTO/MANUL"); //显示提示信息 delay_ms(1200); POINT_COLOR=BLUE; //设置字体为蓝色 InitCLUT(color_map);//初始化颜色表 while(1) { key=KEY_Scan(0); switch(key) { case 1: i++; if(i>sizeof(zoom_ratio)/2-1)i=0;//限制范围 break; case 2: if(i)i--; else i=sizeof(zoom_ratio)/2-1; break; case 3: autorun=!autorun; //自动/手动 break; } if(autorun==1)//自动时,自动设置缩放因子 { i++; if(i>sizeof(zoom_ratio)/2-1)i=0;//限制范围 } LCD_Set_Window(0,0,lcddev.width,lcddev.height);//设置窗口 LCD_WriteRAM_Prepare(); TIM3->CNT=0;//重设TIM3定时器的计数器值 timeout=0; GenerateJulia_fpu(lcddev.width,lcddev.height,lcddev.width/2,lcddev.height/2,zoom_ratio); time=TIM3->CNT+(u32)timeout*65536; sprintf((char*)buf,"%s: zoom:%d runtime:%0.1fms\r\n",SCORE_FPU_MODE,zoom_ratio,time/10); LCD_ShowString(5,lcddev.height-5-12,lcddev.width-5,12,12,buf);//显示当前运行情况 printf("%s",buf);//输出到串口 LED0=!LED0; } }[/mw_shl_code]

探索者STM32F4代码如下：

[mw_shl_code=c,true]//FPU模式提示 #if __FPU_USED==1 #define SCORE_FPU_MODE "FPU On" #else #define SCORE_FPU_MODE "FPU Off" #endif #define ITERATION 128 //迭代次数 #define REAL_CONSTANT 0.285f //实部常量 #define IMG_CONSTANT 0.01f //虚部常量 //颜色表 u16 color_map[ITERATION]; //缩放因子列表 const u16 zoom_ratio[] = { 120, 110, 100, 150, 200, 275, 350, 450, 600, 800, 1000, 1200, 1500, 2000, 1500, 1200, 1000, 800, 600, 450, 350, 275, 200, 150, 100, 110, }; //初始化颜色表 //clut:颜色表指针 void InitCLUT(u16 * clut) { u32 i=0x00; u16 red=0,green=0,blue=0; for(i=0;i<ITERATION;i++)//产生颜色表 { //产生RGB颜色值 red=(i*8*256/ITERATION)%256; green=(i*6*256/ITERATION)%256; blue=(i*4*256 /ITERATION)%256; //将RGB888,转换为RGB565 red=red>>3; red=red<<11; green=green>>2; green=green<<5; blue=blue>>3; clut=red+green+blue; } } //产生Julia分形图形 //size_x,size_y:屏幕x,y方向的尺寸 //offset_x,offset_y:屏幕x,y方向的偏移 //zoom:缩放因子 void GenerateJulia_fpu(u16 size_x,u16 size_y,u16 offset_x,u16 offset_y,u16 zoom) { u8 i; u16 x,y; float tmp1,tmp2; float num_real,num_img; float radius; for(y=0;y<size_y;y++) { for(x=0;x<size_x;x++) { num_real=y-offset_y; num_real=num_real/zoom; num_img=x-offset_x; num_img=num_img/zoom; i=0; radius=0; while((i<ITERATION-1)&&(radius<4)) { tmp1=num_real*num_real; tmp2=num_img*num_img; num_img=2*num_real*num_img+IMG_CONSTANT; num_real=tmp1-tmp2+REAL_CONSTANT; radius=tmp1+tmp2; i++; } LCD->LCD_RAM=color_map;//绘制到屏幕 } } } u8 timeout; int main(void) { u8 key; u8 i=0; u8 autorun=0; float time; u8 buf[50]; Stm32_Clock_Init(336,8,2,7);//设置时钟,168Mhz delay_init(168); //延时初始化 uart_init(84,115200); //初始化串口波特率为115200 LED_Init(); //初始化LED KEY_Init(); LCD_Init(); TIM3_Int_Init(65535,8400-1);//10Khz计数频率,最大计时6.5秒超出 POINT_COLOR=RED; LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Explorer STM32F4"); LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"FPU TEST"); LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK"); LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2014/7/2"); LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"KEY0:+ KEY2:-"); //显示提示信息 LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"KEY_UP:AUTO/MANUL"); //显示提示信息 delay_ms(1200); POINT_COLOR=BLUE; //设置字体为蓝色 InitCLUT(color_map);//初始化颜色表 while(1) { key=KEY_Scan(0); switch(key) { case KEY0_PRES: i++; if(i>sizeof(zoom_ratio)/2-1)i=0;//限制范围 break; case KEY2_PRES: if(i)i--; else i=sizeof(zoom_ratio)/2-1; break; case WKUP_PRES: autorun=!autorun; //自动/手动 break; } if(autorun==1)//自动时,自动设置缩放因子 { i++; if(i>sizeof(zoom_ratio)/2-1)i=0;//限制范围 } LCD_Set_Window(0,0,lcddev.width,lcddev.height);//设置窗口 LCD_WriteRAM_Prepare(); TIM3->CNT=0;//重设TIM3定时器的计数器值 timeout=0; GenerateJulia_fpu(lcddev.width,lcddev.height,lcddev.width/2,lcddev.height/2,zoom_ratio); time=TIM3->CNT+(u32)timeout*65536; sprintf((char*)buf,"%s: zoom:%d runtime:%0.1fms\r\n",SCORE_FPU_MODE,zoom_ratio,time/10); LCD_ShowString(5,lcddev.height-5-12,lcddev.width-5,12,12,buf);//显示当前运行情况 printf("%s",buf);//输出到串口 LED0=!LED0; } }[/mw_shl_code]

实验结果如下：

STM32F103测试结果图（上图）

STM32F407测试结果图（上图）
注意，以上结果，STM32F4开启了硬件FPU！！

由此可见，STM32F4的速度，比STM32F1的速度，浮点运算性能，快约50倍！！
这就是为什么STM32F4称之为DSC了。
另外，还有一个FFT运算的数据，1024点的FFT计算，STM32F4仅需0.58ms！！

bodysuit

哇，差距很明显

hwl1023

原子哥，这个跟系统时钟的快慢有没有关系，F4能跑168MHZ，F1才72MHZ

正点原子

回复【2楼】bodysuit:
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是的，稍后给个更详细的对比表。

正点原子

回复【3楼】hwl1023:
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当然有一部分关系了。

正点原子

但是光看时钟，也就2倍多。重点在硬件FPU啊，呵呵

木瓜

果然是DSP的性能啊

正点原子

回复【7楼】木瓜:
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必须的啊，呵呵

wangxipeng

昨晚也用429+4.3寸触摸屏测试了下，硬件fpu果然给力啊，没具体测试时间，开与不开时间差距相当大！

正点原子

回复【9楼】wangxipeng:
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官方数据是差17倍。

STM32VBT6

屌爆了！！！！！！103我超频到128MHZ，也要5982ms，速度与主频成简单的正比。。。。。

正点原子

回复【11楼】STM32VBT6:
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呵呵，再超高一点试试。
话说F1玩Julia分形，简直痛苦啊....

STM32VBT6

回复【12楼】正点原子:
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已经超到极限了，测试时娱乐而已，真正应用时我哪敢超。。。。
原子哥，你真是罪过啊！勾起我学f4的欲望了，现在手头的战舰板还没学完呢，近期又要开题了，忙着写开题报告。
不敢买f4啊，怕这一买手痒的把正事给忘了。虽然老师说让我再买块你的F4，给我报销。可是。。。我得忍。。。。。过阵子再去买。。。。

正点原子

回复【13楼】STM32VBT6:
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老师报销害怕什么。。。。
想当年我们老师从来不给报销的。。。。

STM32VBT6

原子哥，现在你事业做大了，给别人报销了。。。。嘿嘿~~~~~~~

正点原子

回复【15楼】STM32VBT6:
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呵呵

dongbaohui

回复【13楼】STM32VBT6:
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哪学校的研究生？

STM32VBT6

回复【17楼】dongbaohui:
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DHU

yangkefeng

原子哥，有个问题想请教一下，浮点运算能力单位FLOPS，STM32F4的浮点运算能力具体能达到多少FLOPS啊？ 如果我需要1GFLOPS，STM32F4满足要求吗  @正点原子