第8章ARM官方DSP库的BasicMathFunctions的使用(一)

{ uint32_t blkCnt; q31_t in;
/* loop counter */ /* Input value */
#ifndef ARM_MATH_CM0_FAMILY
/* Run the below code for Cortex-M4 and Cortex-M3 */ q31_t in1, in2, in3, in4;
安富莱 DSP 教程
UM403 STM32-V5 开发板系统篇手册
第8章 BasicMathFunctions 的使用（一）
本期教程开始学习 ARM 官方的 DSP 库，这里我们先从基本数学函数开始。本期教程主要讲绝对值， 加法，点乘和乘法四种运算。
8.1 绝对值（Vector Absolute Value） 8.2 求和（Vector Addition） 8.3 点乘（Vector Dot Product） 8.4 乘法（Vector Multiplication）
1. 在这里简单的跟大家介绍一下 DSP 库中函数的通用格式，后面就不再赘述了。
（1） 基本所有的函数都是可重入的。
（6） （7） （8）
2015年01月15日
版本：1.0
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（2） 大部分函数都支持一组数的计算，比如这个函数 arm_abs_f32 就可以计算一组数的绝对值。 所以如果只是就几个数的绝对值，用这个库函数就没有什么优势了。
* @param[in]
blockSize number of samples in each vector
* @return none.
*
* <b>Scaling and Overflow Behavior:</b>
（1）
* \par
* The function uses saturating arithmetic.
/* Decrement the loop counter */ blkCnt--; }
}
1. 这个函数使用了饱和运算，其实不光这个函数，后面很多函数都是使用了饱和运算的，关于什么是饱 和运算，大家看 Cortex-M3 权威指南中文版的 4.3.6 小节：汇编语言：饱和运算即可。 对于 Q31 格式的数据，饱和运算会使得数据 0x80000000 变成 0x7fffffff（这个数比较特殊，算是特 殊处理，记住即可）。
/* loop counter */
（2）
#ifndef ARM_MATH_CM0_FAMILY
（3）
/* Run the below code for Cortex-M4 and Cortex-M3 */
float32_t in1, in2, in3, in4;
/* temporary variables */
#else
/* Run the below code for Cortex-M0 */
/* Initialize blkCnt with number of samples */ blkCnt = blockSize;
#endif /* #ifndef ARM_MATH_CM0_FAMILY */
while(blkCnt > 0u) {
/* Decrement the loop counter */ blkCnt--; }
/* If the blockSize is not a multiple of 4, compute any remaining output samples here. ** No loop unrolling is used. */ blkCnt = blockSize % 0x4u;
/*loop Unrolling */ blkCnt = blockSize >> 2u;
（4）
/* First part of the processing with loop unrolling. Compute 4 outputs at a time. ** a second loop below computes the remaining 1 to 3 samples. */ while(blkCnt > 0u) {
/* store result to destination */ *(pDst + 1) = in2;
/* store result to destination */ *(pDst + 2) = in3;
/* store result to destination */ *(pDst + 3) = in4;
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（5）
/* Update source pointer to process next sampels */ pSrc += 4u;
/* Update destination pointer to process next sampels */ pDst += 4u;
（2）
/* Decrement the loop counter */ blkCnt--; }
/* If the blockSize is not a multiple of 4, compute any remaining output samples here. ** No loop unrolling is used. */ blkCnt = blockSize % 0x4u;
8.1.2 arm_abs_q31
这个函数用于求 32 位定点数的绝对值，源代码分析如下：
/**
* @brief Q31 vector absolute value.
* @param[in]
*pSrc points to the input buffer
* @param[out]
*pDst points to the output buffer
/**
* @brief Floating-point vector absolute value.
* @param[in] * @param[out]
*pSrc points to the input buffer *pDst points to the output buffer
* @param[in]
#else
/* Run the below code for Cortex-M0 */
/* Initialize blkCnt with number of samples */ blkCnt = blockSize;
#endif /* #ifndef ARM_MATH_CM0_FAMILY */
while(blkCnt > 0u) {
blockSize number of samples in each vector
* @return none.
*/
（1）
void arm_abs_f32( float32_t * pSrc, float32_t * pDst, uint32_t blockSize)
{ uint32_t blkCnt;
8.1 绝对值（Vector Absolute Value）
这部分函数主要用于求绝对值，公式描述如下：
pDst[n] = abs(pSrc[n]), 0 <= n < blockSize. 特别注意，这部分函数支持目标指针和源指针指向相同的缓冲区。
8.1.1 arm_abs_f32
这个函数用于求 32 位浮点数的绝对值，源代码分析如下：
/*loop Unrolling */ blkCnt = blockSize >> 2u;
/* First part of the processing with loop unrolling. Compute 4 outputs at a time. ** a second loop below computes the remaining 1 to 3 samples. */ while(blkCnt > 0u) {
/* C = |A| */ /* Calculate absolute value of the input (if -1 then saturated to 0x7fffffff) and then store the results in the destination buffer. */ in = *pSrc++; *pDst++ = (in > 0) ? in : ((in == INT32_MIN) ? INT32_MAX : -in);
/* C = |A| */ /* Calculate absolute and then store the results in the destination buffer. */ /* read sample from source */
2015年01月15日
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（3） 库函数基本是 CM0，CM3 和 CM4 都支持的（最新的 DSP 库已经添加 CM7 的支持）。 （4） 每组数据基本上都是以 4 个数为一个单位进行计算，不够四个再单独计算。 （5） 大部分函数都是配有 f32，Q31，Q15 和 Q7 四种格式。 2. 函数参数，支持输入一个数组进行计算绝对值。 3. 这部分代码是用于 CM3 和 CM4 内核。 4. 左移两位从而实现每 4 个数据为一组进行计算。 5. fabsf：这个函数不是用 Cortex-M4F 支持的 DSP 指令实现的，而是用 C 语言实现的，这个函数是被 MDK 封装起来的。 6. 切换到下一组数据。 7. 这部分代码用于 CM0. 8. 用于不够 4 个数据的计算或者 CM0 内核。