设置定点数学属性

此示例演示如何在matlab®代码中设置固定点数学属性。

您可以使用 fimath 对象控制赋值，加法，减法和乘法的定点数学属性。可以使用fimath将fimath对象附加到 fi 对象。您可以使用从网络对象中删除fimath对象。

如果您有matlab编解码器™软件，则可以从示例中生成c代码。

设置和删除不动点数学属性

使用通过状语从句： fimath 删除函数 ，可以将定点操作与全局和本地 fimath 设置隔离开来。您还可以从没有附加到输出变量的函数返回。这使您可以对定点数学设置进行本地控制，而不会干扰其他函数中的设置。

matlab代码

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）;
    ％算法
    为 I = 1：长度（U）
        y（:) = y + u（i）;
    结束
    ％清理
    y = removefimath（y）;
结束

输出没有附加的fimath

当你运行代码时，fimath控制函数内的算术，但返回值没有附加fimath。这是由于在函数removefimath使用了 setfimath和setfimath。

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

y =
    55
          DataTypeMode：定点：二进制点缩放
            签名：签名
            WordLength：32
        分数长度：11

生成的c代码

如果您有matlab编码器软件，则可以使用以下命令生成c代码。

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

函数fimath，setfimath和removefimath定点数学，但变量中包含的基础数据不会更改，因此生成的c代码不会生成任何数据副本。

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

不匹配的菲马特

当您对fi对象进行操作时，它们fimath属性必须相等，否则您会收到错误。

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

使用embedded.fi/mtimes时出错
两个操作数的embedded.fimath必须相等。

若要避免此错误，可以从表达式中的一个变量中删除fimath。在本例中，表达式在上下文的中从fimath中删除fimath，而不修改B本身，并使用附加到fimath的B计算产品。

>> C = A * removefimath（B）

C =

                6.283203125

           DataTypeMode：定点：二进制点缩放
             签名：签名
             WordLength：32
         分数长度：26

         RoundingMethod：最近的
         溢出动作：饱和
            ProductMode：KeepLSB
      ProductWordLength：32
                SumMode：FullPrecision

在临时变量上更改himath

如果您有没有附加fimath的变量，但您想要控制特定的操作，则可以在表达式的上下文中附加fimath，而无需修改变量。

例如，产品是用F定义的fimath计算的。

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

C =

     6.2832

           DataTypeMode：定点：二进制点缩放
             签名：签名
             WordLength：32
         分数长度：26

         RoundingMethod：地板
         OverflowAction：Wrap
            ProductMode：KeepLSB
      ProductWordLength：32
                SumMode：FullPrecision
       MaxSumWordLength：128

请注意，变量B不会更改。

>> B

B =

      2

           DataTypeMode：定点：二进制点缩放
             签名：签名
             WordLength：16
         分数长度：13

消除循环中的fimath冲突

您可以计算产品和总和，使用dsp的累加器与地板舍入和包装溢出相匹配，并在输出上使用最近的舍入和饱和溢出。为了避免不匹配的fimath错误，可以在与其他变量一起计算时删除输出变量上的fimath。

matlab代码

在本例中，产品为32位，累加器为40位，使最小位与地板舍入和包装溢出，就像c的本机整数规则一样。输出使用最近的舍入和饱和溢出。

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'）;
    ％设置此函数的本地fimath
    b = setfimath（b，F_floor）;
    a = setfimath（a，F_floor）;
    x = setfimath（x，F_floor）;
    z = setfimath（z，F_floor）;
    ％使用最近的舍入创建y
    y = coder.nullcopy（fi（zeros（size（x）），true，16,14，F_nearest））;
    ％算法
    为长度（X）：J = 1
         ％最近分配成Y
        y（j）= b（1）* x（j）+ z（1）;
        ％删除y与其他fimaths的fimath冲突
        z（1）=（b（2）* x（j）+ z（2）） -  a（2）* removefimath（y（j））;
        z（2）= b（3）* x（j） -  a（3）* removefimath（y（j））;
    结束
    ％清理：从输出中删除fimath
    y = removefimath（y）;
    z = removefimath（z）;
结束

代码生成说明

如果您有matlab编码器软件，则可以使用以下命令生成具有指定硬件特征的c代码。

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;

代码生成-config  config_obj  setfimath_removefimath_in_a_loop  -args  {B，A，X，滋}  -launchreport

生成的c代码

函数fimath，setfimath和removefimath定点数学，但变量中包含的基础数据不会更改，因此生成的c代码不会生成任何数据副本。

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 */
  / *设置此函数的本地fimath * /
  / *用最近的舍入创建y * /
  / *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））;

    / *删除y与其他fimaths的fimath冲突* /
    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：从输出中删除fimath * /
}

多态性代码

您可以编写matlab代码，这些代码可用于浮点和定点类型，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）;
    ％算法
    y = u + u;
    ％ 清理
    y = removefimath（y）;
结束

定点输入

当使用定点输入调用该函数时，fimath F将用于算术，并且输出没有附加fimath。

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

y =

             0.785400390625

           DataTypeMode：定点：二进制点缩放
             签名：签名
             WordLength：32
         分数长度：15

为固定点生成c代码

如果您有matlab编码器软件，则可以使用以下命令生成c代码。

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

函数fimath，setfimath和removefimath定点数学，但变量中包含的基础数据不会更改，因此生成的c代码不会生成任何数据副本。

int32_T user_written_function（int16_T u）
{
  /* 建立 */
  / *算法* /
  /* 清理 */
  回报你+你;
}

双输入

由于setfimath状语从句：removefimath的英文浮点类型的传递，user_written_function示例也适用于浮点类型。

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

为双精度生成的c代码

当使用浮点输入编译时，您将获得以下生成的c代码。

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

real_T user_written_function（real_T u）
{
  回报你+你;
}

其中real_T类型被定义为double：

typedef double real_T;

更多多态代码

编写此函数时，可以将输出创建为与输入的类型相同，因此浮点和定点都可以与输入一起使用。

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））;
     结束

     ％算法
     对于i = 1：长度（u）
         y（:) = y + u（i）;
     结束

     ％ 清理
     y = removefimath（y）;

结束

固定点生成的c代码

如果您有matlab编码器软件，则可以使用以下命令生成定点c代码。

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

函数fimath，setfimath和removefimath定点数学，但变量中包含的基础数据不会更改，因此生成的c代码不会生成任何数据副本。

int32_T user_written_sum_polymorphic（const int16_T u [10]）
{
  int32_T y;
  int32_T i;

  /* 建立 */
  y = 0;

  / *算法* /
  for（i = 0; i <10; i ++）{
    y + = u [i];
  }

  /* 清理 */
  回归y;
}

生成的浮点c代码

如果您有matlab编码器软件，则可以使用以下命令生成浮点c代码。

>> 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;

  / *算法* /
  for（i = 0; i <10; i ++）{
    y + = u [i];
  }

  /* 清理 */
  回归y;
}

其中real_T类型被定义为double：

typedef double real_T;

整数类型上的setimath

按照既定的模式处理内置整数（fi对象），setfimath将整数输入转换为具有附加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）;
    ％算法
    y = u + u;
    ％ 清理
    y = removefimath（y）;
结束

类型输出由fimath指定为32位。

int32_T user_written_u_plus_u（int8_T u）
{
  /* 建立 */
  / *算法* /
  /* 清理 */
  回报你+你;
}

 

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