DSP定点乘法的三种情况
两个定点数相乘时可以分为下列三种情况:
1. 小数乘小数
例1.9 Q15*Q15=Q30
0.5*0.5=0.25
0.100000000000000;Q15
* 0.100000000000000;Q15
--------------------------------------------
00.010000000000000000000000000000=0.25;Q30
两个Q15的小数相乘后得到一个Q30的小数,即有两个符号位。一般情况下相乘后得到的满精度数不必全部保留,而只需保留16位单精度数。由于相乘后得到的高16位不满15位的小数据度,为了达到15位精度,可将乘积左移一位,下面是上述乘法的TMS320C25程序:
LT OP1;OP1=4000H(0.5/Q15)
MPY OP2;oP2=4000H(0.5/Ql5)
PAC
SACH ANS,1;ANS=2000H(0.25/Q15)
2. 整数乘整数
例1.10 Q0*Q0=Q0
17*(-5)=-85
0000000000010001=l7
*1111111111111011=-5
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11111111111111111111111110101011=-85
3. 混合表示法
许多情况下,运算过程中为了既满足数值的动态范围又保证一定的精度,就必须采用Q0与Q15之间的表示法。比如,数值1.2345,显然Q15无法表示,而若用Q0表示,则最接近的数是1,精度无法保证。因此,数1.2345最佳的表示法是Q14。
例1.11 1.5*0.75= 1.125
01.10000000000000=1.5;Q14
*00.11000000000000=0.75;Q14
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0001.0010000000000000000000000000=1.125 Q28
Q14的最大值不大于2,因此,两个Q14数相乘得到的乘积不大于4。
一般地,若一个数的整数位为i位,小数位为j位,另一个数的整数位为m位,小数位为n位,则这两个数的乘积为(i+m)位整数位和(j+n)位小数位。这个乘积的最高16位可能的精度为(i+m)整数位和(15- i- m)小数位。
但是,若事先了解数的动态范围,就可以增加数的精度。例如,程序员了解到上述乘积不会大于1.8,就可以用Q14数表示乘积,而不是理论上的最佳情况Q13。例3.11的TMS320C25程序如下:
LT OP1;OP1 = 6000H(1.5/Ql4)
MPY OP2;OP2 = 3000H(0.75/Q14)
PAC
SACH ANS,1;ANS=2400H(1.125/Q13)
上述方法,为了精度均对乘的结果舍位,结果所产生的误差相当于减去一个LSB(最低位)。采用下面简单的舍人方法,可使误差减少二分之一。
LT OP1
MPY OP2
PAC
ADD ONE,14(上舍入)
SACH ANS,1
上述程序说明,不管ANS为正或负,所产生的误差是l/2 LSB,其中存储单元ONE的值为1。
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