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罗索

DSP芯片的定点运算

落鹤生 发布于 2012-02-24 09:47 点击:次 
见TI的文档C28x IQMath Library (SPRC087a).zip的详细说明。TI公司给出了一个Q格式的数学库qmath.lib.注意Q格式函数使用的时序和空间要求,尽量避重就轻。
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1. 数据的溢出:

1>     溢出分类:

上溢(overflow):

下溢(underflow)

              2>溢出的结果:

 

Min

Max

unsigned char

0

255

signed char

-128

127

unsigned int

0

65535

signed int

-32768

32767

             上溢在圆圈上按数据逆时针移动;下溢在圆圈上顺时钟移动。

         例:signed int :32767+1=-32768;    -32768-1=32767

             unsigned char:255+1=0;              0-1=255

         3>为了避免溢出的发生,一般在DSP中可以设置溢出保护功能。当发生溢出时,自动将结果设置为最大值或最小值。

2. 定点处理器对浮点数的处理:

1>     定义变量为浮点型(float,double),用C语言抹平定点处理器和浮点处理器的区别,但是程序的代码庞大,运算速度也慢。

2>     放大若干倍表示小数。比如要表示精度为0.01的变量,放大100倍去运算,运算完成后再转化。但是这个做法比较僵硬,如要将上面的变量重新定义成0.001精度,又需要放大1000倍,且要重新编写整个程序,考虑溢出等问题。

3>     定标法:Q格式:通过假定小数点位于哪一位的右侧,从而确定小数的精度。

Q0:小数点在第0位的后面,即我们一般采用的方法

Q15 小数点在第15位的后面,0~14位都是小数位。

转化公式:Q=(int)(F×pow(2,q))

          F=(float)(Q×pow(2,-q)) 

3. Q格式的运算

1>     定点加减法:须转换成相同的Q格式才能加减

2>     定点乘法:不同Q格式的数据相乘,相当于Q值相加

3>     定点除法:不同Q格式的数据相除,相当于Q值相减

4>     定点左移:左移相当于Q值增加

5>     定点右移:右移相当于Q减少

4. Q格式的应用格式

实际应用中,浮点运算大都时候都是既有整数部分,也有小数部分的。所以要选择一个适当的定标格式才能更好的处理运算。一般用如下两种方法:

1>     使用时使用适中的定标,既可以表示一定的整数复位也可以表示小数复位,如对于2812的32位系统,使用Q15格式,可表示-65536.0~65535.999969482区间内的数据。

2>     全部采用小数,这样因为小数之间相乘永远是小数,永远不会溢出。取一个极限最大值(最好使用2的n次幂),转换成x/Max的小数(如果Max是取的2的n次幂,就可以使用移位代替除法)。

5. Ti的qmath.lib库说明:

见TI的文档C28x IQMath Library (SPRC087a).zip的详细说明。

TI公司给出了一个Q格式的数学库qmath.lib

注意Q格式函数使用的时序和空间要求,尽量避重就轻。

(zorru)
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