浮点运算单元(FPU)简介

Float Point Unit，浮点运算单元是专用于浮点运算的协处理器，在计算领域，例如三角函数以及时域频域变换通常会用到浮点运算。当CPU执行一个需要浮点数运算的程序时，有三种方式可以执行：软件仿真器(浮点运算函数库)、附加浮点运算器和集成浮点运算单元。 区别于以往的ARM9处理器，目前基于ContexTM构架的ARM处理均集成了浮点运算单元。如下图Toradex ARM核心板产品所示，Nvidia TegraTM 2, TegraTM 3和 NXP/Freescale i.MX 6集成了VFPv3浮点运算单元。NXP/Freescale i.MX 7 集成了VFPv4浮点运算单元。ARM 浮点架构 (VFP) 为半精度、单精度和双精度浮点运算中的浮点操作提供硬件支持。它完全符合 IEEE 754 标准，并提供完全软件库支持，与 NEONTM 多媒体处理功能结合使用时，可增强图像应用程序的性能(如缩放、2D 和 3D 转换、字体生成和数字过滤)。

Colibri T20 核心板带有一个 VFPv3-D16 浮点运算单元(不带 NEON) ，而 Colibri T30 和Apalis T30 带有一个VFPv3-D32 (含有 NEON)，通过以下的配置，将能够有效的提高浮点运输的效率，运算量愈大愈明显。

./ Windows CE 编译器的浮点优化

在 Visual Studio 2008环境中，你可以直接为上述核心板生成含有浮点处理器加速的代码，请在您的工程中按照以下步骤进行：

对于 WinCE 6:

打开 "Project" 菜单并选择 "Properties".

选择 "Configuration Properties : C/C++ : Advanced".

改变 "Enable floating point emulation" 为 "No".

改变 "Compile for architecture"为 "ARM5T /QRarch5t".

选择 "Configuration Properties : C/C++ : Command Line : Additional Options".

添加 "/QRfpe-"to the set of options.

关闭对话框并选择"OK".

对于 WinCE 7:

打开"Project"菜单并选择"Properties".

选择 "Configuration Properties : C/C++ : Command Line : Additional Options".

添加 "/QRfpe-" to the set of options.

关闭对话框并选择"OK".

请注意，这些功能在Visual Studio 2005 不能被实现。

./ 性能比较举例

通过Mark Riordan benchmark program我们做了一个简单c代码的性能比较程序。我们计算了这个循环所需要的时间如下，时间越短性能越好：

Module

Time

Compile Settings

Colibri PXA320 806MHz

about 3400 ms

VS08 WinCE 6 Release 默认配置.

Colibri T20 1.0GHz

about 545 ms

VS08 WinCE 6 Debug默认配置.

Colibri T20 1.0GHz

about 315 ms

VS08 WinCE 6 Release默认配置.

Colibri T20 1.0GHz

about 80 ms

VS08 WinCE 6/7 Release settings编译器的浮点优化打开

Colibri T20 1.0GHz

about 80 ms

Linux optimized GCC settings编译器的浮点优化.

Colibri T30 1.3GHz

about 60 ms

VS08 WinCE 6/7 Release settings编译器的浮点优化打开