設置定點數學屬性

来源:https://www.cnblogs.com/52geek/archive/2019/02/27/10447850.html
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此示例演示如何在matlab®代碼中設置固定點數學屬性。 您可以使用 fimath 對象控制賦值，加法，減法和乘法的定點數學屬性。可以使用fimath將fimath對象附加到 fi 對象。您可以使用從網路對象中刪除fimath對象。 如果您有matlab編解碼器™軟體，則可以從示例中生成c代碼。 設 ...


此示例演示如何在matlab®代碼中設置固定點數學屬性。

您可以使用 fimath 對象控制賦值，加法，減法和乘法的定點數學屬性。可以使用fimath將fimath對象附加到 fi 對象。您可以使用從網路對象中刪除fimath對象。

如果您有matlab編解碼器™軟體，則可以從示例中生成c代碼。

設置和刪除不動點數學屬性

使用通過狀語從句： fimath 刪除函數 ，可以將定點操作與全局和本地 fimath 設置隔離開來。您還可以從沒有附加到輸出變數的函數返回。這使您可以對定點數學設置進行本地控制，而不會幹擾其他函數中的設置。

matlab代碼

function y = user_written_sum（u）
     ％Setup 
    F = fimath（'RoundingMethod'，'Floor'，... 
        'OverflowAction'，'Wrap'，... 
        'SumMode'，'KeepLSB'，... 
        'SumWordLength'， 32）;
    u = setfimath（u，F）;
    y = fi（0，true，32，get（u，'FractionLength'），F）;
    ％演算法
    為 I = 1：長度（U）
        y（:) = y + u（i）;
    結束
    ％清理
    y = removefimath（y）;
結束

輸出沒有附加的fimath

當你運行代碼時，fimath控制函數內的算術，但返回值沒有附加fimath。這是由於在函數removefimath使用了 setfimath和setfimath。

>> u = fi（1：10，true，16,11）;
>> y = user_written_sum（u）

y =
    55
          DataTypeMode：定點：二進位點縮放
            簽名：簽名
            WordLength：32
        分數長度：11

生成的c代碼

如果您有matlab編碼器軟體，則可以使用以下命令生成c代碼。

>> u = fi（1：10，true，16,11）;
>> codegen user_written_sum -args  {u}  -config：lib  -launchreport

函數fimath，setfimath和removefimath定點數學，但變數中包含的基礎數據不會更改，因此生成的c代碼不會生成任何數據副本。

int32_T user_written_sum（const int16_T u [10]）
{
  int32_T y;
  int32_T i;
  /* 建立 */
  y = 0;
  / *演算法* /
  for（i = 0; i <10; i ++）{
    y + = u [i];
  }
  /* 清理 */
  回歸y;
}

不匹配的菲馬特

當您對fi對象進行操作時，它們fimath屬性必須相等，否則您會收到錯誤。

>> A = fi（pi，'ProductMode'，'KeepLSB'）;
>> B = fi（2，'ProductMode'，'SpecifyPrecision'）;
>> C = A * B.

使用embedded.fi/mtimes時出錯
兩個操作數的embedded.fimath必須相等。

若要避免此錯誤，可以從表達式中的一個變數中刪除fimath。在本例中，表達式在上下文的中從fimath中刪除fimath，而不修改B本身，並使用附加到fimath的B計算產品。

>> C = A * removefimath（B）

C =

                6.283203125
           DataTypeMode：定點：二進位點縮放
             簽名：簽名
             WordLength：32
         分數長度：26
         RoundingMethod：最近的
         溢出動作：飽和
            ProductMode：KeepLSB
      ProductWordLength：32
                SumMode：FullPrecision

在臨時變數上更改himath

如果您有沒有附加fimath的變數，但您想要控制特定的操作，則可以在表達式的上下文中附加fimath，而無需修改變數。

例如，產品是用F定義的fimath計算的。

>> F = fimath（'ProductMode'，'KeepLSB'，'OverflowAction'，'Wrap'，'RoundingMethod'，'Floor'）;
>> A = fi（pi）;
>> B = fi（2）;
>> C = A * setfimath（B，F）

C =

     6.2832
           DataTypeMode：定點：二進位點縮放
             簽名：簽名
             WordLength：32
         分數長度：26
         RoundingMethod：地板
         OverflowAction：Wrap
            ProductMode：KeepLSB
      ProductWordLength：32
                SumMode：FullPrecision
       MaxSumWordLength：128

請註意，變數B不會更改。

>> B

B =

      2
           DataTypeMode：定點：二進位點縮放
             簽名：簽名
             WordLength：16
         分數長度：13

消除迴圈中的fimath衝突

您可以計算產品和總和，使用dsp的累加器與地板舍入和包裝溢出相匹配，併在輸出上使用最近的舍入和飽和溢出。為了避免不匹配的fimath錯誤，可以在與其他變數一起計算時刪除輸出變數上的fimath。

matlab代碼

在本例中，產品為32位，累加器為40位，使最小位與地板舍入和包裝溢出，就像c的本機整數規則一樣。輸出使用最近的舍入和飽和溢出。

function [y，z] = setfimath_removefimath_in_a_loop（b，a，x，z）
     ％Setup 
    F_floor = fimath（'RoundingMethod'，'Floor'，... 
           'OverflowAction'，'Wrap'，... 
           'ProductMode'，' KeepLSB'，... 
           'ProductWordLength'，32，... 
           'SumMode'，'KeepLSB'，...... 
           'SumWordLength'，40）;
    F_nearest = fimath（'RoundingMethod'，'最近'，...... 
        'OverflowAction'，'Wrap'）;
    ％設置此函數的本地fimath
    b = setfimath（b，F_floor）;
    a = setfimath（a，F_floor）;
    x = setfimath（x，F_floor）;
    z = setfimath（z，F_floor）;
    ％使用最近的舍入創建y
    y = coder.nullcopy（fi（zeros（size（x）），true，16,14，F_nearest））;
    ％演算法
    為長度（X）：J = 1
         ％最近分配成Y
        y（j）= b（1）* x（j）+ z（1）;
        ％刪除y與其他fimaths的fimath衝突
        z（1）=（b（2）* x（j）+ z（2）） -  a（2）* removefimath（y（j））;
        z（2）= b（3）* x（j） -  a（3）* removefimath（y（j））;
    結束
    ％清理：從輸出中刪除fimath
    y = removefimath（y）;
    z = removefimath（z）;
結束

代碼生成說明

如果您有matlab編碼器軟體，則可以使用以下命令生成具有指定硬體特征的c代碼。

N = 256;
t = 1：N;
xstep = [ones（N / 2,1）;  -  ones（N / 2,1）];
num = [0.0299545822080925 0.0599091644161849 0.0299545822080925];
den = [1 -1.4542435862515900 0.5740619150839550];

b = fi（num，true，16）;
a = fi（den，true，16）;
x = fi（xstep，true，16,15）;
zi = fi（零（2,1），真，16,14）;

B = coder.Constant（b）;
A = coder.Constant（a）;

config_obj = coder.config（'lib'）;
config_obj.GenerateReport = true;
config_obj.LaunchReport = true;
config_obj.TargetLang = 'C' ;
config_obj.GenerateComments = true;
config_obj.GenCodeOnly = true;
config_obj.HardwareImplementation.ProdBitPerChar = 8;
config_obj.HardwareImplementation.ProdBitPerShort = 16;
config_obj.HardwareImplementation.ProdBitPerInt = 32;
config_obj.HardwareImplementation.ProdBitPerLong = 40;

代碼生成-config  config_obj  setfimath_removefimath_in_a_loop  -args  {B，A，X，滋}  -launchreport

生成的c代碼

函數fimath，setfimath和removefimath定點數學，但變數中包含的基礎數據不會更改，因此生成的c代碼不會生成任何數據副本。

void setfimath_removefimath_in_a_loop（const int16_T x [256]，int16_T z [2]，
  int16_T y [256]）
{
  int32_T j;
  int40_T i0;
  int16_T b_y;
  /* 建立 */
  / *設置此函數的本地fimath * /
  / *用最近的舍入創建y * /
  / *演算法* /
  for（j = 0; j <256; j ++）{
    / *最近的分配到y * /
    i0 = 15705 * x [j] +（（int40_T）z [0] << 20）;
    b_y =（int16_T）（（int32_T）（i0 >> 20）+（（i0＆524288L）！= 0L））;
    / *刪除y與其他fimaths的fimath衝突* /
    z [0] =（int16_T）（（（31410 * x [j] +（（int40_T）z [1] << 20）） - （（int40_T）（ -  23826
      * b_y）<< 6））>> 20）;
    z [1] =（int16_T）（（15705 * x [j]  - （（int40_T）（9405 * b_y）<< 6））>> 20）;
    y [j] = b_y;
  }
  / *清理：從輸出中刪除fimath * /
}

多態性代碼

您可以編寫matlab代碼，這些代碼可用於浮點和定點類型，使用setfimath setfimath和removefimath。

function y = user_written_function（u）
     ％Setup 
    F = fimath（'RoundingMethod'，'Floor'，...... 
        'OverflowAction'，'Wrap'，... 
        'SumMode'，'KeepLSB'）;
    u = setfimath（u，F）;
    ％演算法
    y = u + u;
    ％ 清理
    y = removefimath（y）;
結束

定點輸入

當使用定點輸入調用該函數時，fimath F將用於算術，並且輸出沒有附加fimath。

>> u = fi（pi / 8，true，16,15，'RoundingMethod'，'Convergent'）;
>> y = user_written_function（u）

y =

             0.785400390625
           DataTypeMode：定點：二進位點縮放
             簽名：簽名
             WordLength：32
         分數長度：15

為固定點生成c代碼

如果您有matlab編碼器軟體，則可以使用以下命令生成c代碼。

>> u = fi（pi / 8，true，16,15，'RoundingMethod'，'Convergent'）;
>> codegen user_written_function -args  {u}  -config：lib  -launchreport

函數fimath，setfimath和removefimath定點數學，但變數中包含的基礎數據不會更改，因此生成的c代碼不會生成任何數據副本。

int32_T user_written_function（int16_T u）
{
  /* 建立 */
  / *演算法* /
  /* 清理 */
  回報你+你;
}

雙輸入

由於setfimath狀語從句：removefimath的英文浮點類型的傳遞，user_written_function示例也適用於浮點類型。

function y = user_written_function（u）
     ％Setup 
    F = fimath（'RoundingMethod'，'Floor'，...... 
        'OverflowAction'，'Wrap'，... 
        'SumMode'，'KeepLSB'）;
    u = setfimath（u，F）;
    ％演算法
    y = u + u;
    ％ 清理
    y = removefimath（y）;
結束

為雙精度生成的c代碼

當使用浮點輸入編譯時，您將獲得以下生成的c代碼。

>> codegen user_written_function -args  {0}  -config：lib  -launchreport

real_T user_written_function（real_T u）
{
  回報你+你;
}

其中real_T類型被定義為double：

typedef double real_T;

更多多態代碼

編寫此函數時，可以將輸出創建為與輸入的類型相同，因此浮點和定點都可以與輸入一起使用。

function y = user_written_sum_polymorphic（u）
     ％Setup 
    F = fimath（'RoundingMethod'，'Floor'，... 
        'OverflowAction'，'Wrap'，... 
        'SumMode'，'KeepLSB'，... 
        'SumWordLength'， 32）;

     u = setfimath（u，F）;
     如果是isfi（你）
         y = fi（0，true，32，get（u，'FractionLength'），F）;
     其他
         y =零（1,1，class（u））;
     結束
     ％演算法
     對於i = 1：長度（u）
         y（:) = y + u（i）;
     結束
     ％ 清理
     y = removefimath（y）;
結束

固定點生成的c代碼

如果您有matlab編碼器軟體，則可以使用以下命令生成定點c代碼。

>> u = fi（1：10，true，16,11）;
>> codegen user_written_sum_polymorphic -args  {u}  -config：lib  -launchreport

函數fimath，setfimath和removefimath定點數學，但變數中包含的基礎數據不會更改，因此生成的c代碼不會生成任何數據副本。

int32_T user_written_sum_polymorphic（const int16_T u [10]）
{
  int32_T y;
  int32_T i;
  /* 建立 */
  y = 0;
  / *演算法* /
  for（i = 0; i <10; i ++）{
    y + = u [i];
  }
  /* 清理 */
  回歸y;
}

生成的浮點c代碼

如果您有matlab編碼器軟體，則可以使用以下命令生成浮點c代碼。

>> u = 1:10;
>> codegen user_written_sum_polymorphic -args  {u}  -config：lib  -launchreport

real_T user_written_sum_polymorphic（const real_T u [10]）
{
  real_T y;
  int32_T i;
  /* 建立 */
  y = 0.0;
  / *演算法* /
  for（i = 0; i <10; i ++）{
    y + = u [i];
  }
  /* 清理 */
  回歸y;
}

其中real_T類型被定義為double：

typedef double real_T;

整數類型上的setimath

按照既定的模式處理內置整數（fi對象），setfimath將整數輸入轉換為具有附加fimath的等效fi。

>> u = int8（5）;
>> codegen user_written_u_plus_u -args  {u}  -config：lib  -launchreport

function y = user_written_u_plus_u（u）
     ％Setup 
    F = fimath（'RoundingMethod'，'Floor'，... 
        'OverflowAction'，'Wrap'，... 
        'SumMode'，'KeepLSB'，... 
        'SumWordLength'， 32）;
    u = setfimath（u，F）;
    ％演算法
    y = u + u;
    ％ 清理
    y = removefimath（y）;
結束

類型輸出由fimath指定為32位。

int32_T user_written_u_plus_u（int8_T u）
{
  /* 建立 */
  / *演算法* /
  /* 清理 */
  回報你+你;
}
 

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