[学习笔记]ARM_DSP库——基础函数（相反数、偏移、移位、减法、比例因子）
ARM_DSP库——基础函数
相反数、偏移、移位、减法、比例因子
一、相反数(Vector Negate)
这部分函数主要用于求相反数，公式描述如下：
pDst[n] = -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。
函数arm_negate_f32
用于求32位浮点数的相反数。
函数arm_negate_q31
用于求32位定点数的相反数。
函数arm_negate_q15
用于求16位定点数的相反数。
函数arm_negate_q7
用于求8位定点数的相反数。
- 函数参数：
- 第 1 个参数是源数据地址。
- 第 2 个参数是求相反数后目的数据地址。
- 第 3 个参数转换的数据个数，这里是指的浮点数或定点数个数。
使用举例
#define log_i printf
void DSP_Negate(void)
{float32_t pSrc = 0.0f;float32_t pDst;q31_t pSrc1 = 0;q31_t pDst1;q15_t pSrc2 = 0;q15_t pDst2;q7_t pSrc3 = 0;q7_t pDst3;/* 求相反数 */pSrc -= 1.23f;arm_negate_f32(&pSrc, &pDst, 1);log_i("arm_negate_f32 = %f\r\n", pDst);pSrc1 -= 1;arm_negate_q31(&pSrc1, &pDst1, 1);log_i("arm_negate_q31 = %d\r\n", pDst1);pSrc2 -= 1;arm_negate_q15(&pSrc2, &pDst2, 1);log_i("arm_negate_q15 = %d\r\n", pDst2);pSrc3 += 1;arm_negate_q7(&pSrc3, &pDst3, 1);log_i("arm_negate_q7 = %d\r\n", pDst3);log_i("*****************\r\n");
}
二、偏移(Vector Offset)
这部分函数主要用于求偏移，公式描述如下：
pDst[n] = pSrc[n] + offset, 0 <= n < blockSize;这部分函数支持目标指针和源指针指向相同的缓冲区。
函数arm_offset_f32
用于求两个 32 位浮点数的偏移。
函数 arm_offset_q31
用于求两个32位定点数的偏移。
函数 arm_offset_q15
用于求两个 16 位定点数的偏移。
函数 arm_offset_q7
用于求两个 8 位定点数的偏移。
- 函数参数：
- 第 1 个参数是源数据地址。
- 第 2 个参数是偏移量。
- 第 3 个参数是转换后的目的地址。
- 第 4 个参数是浮点数或定点数个数，其实就是执行偏移的次数。
使用举例
#define log_i printf
void DSP_Offset(void)
{float32_t pSrcA = 0.0f;float32_t Offset = 0.0f;float32_t pDst;q31_t pSrcA1 = 0;q31_t Offset1 = 0;q31_t pDst1;q15_t pSrcA2 = 0;q15_t Offset2 = 0;q15_t pDst2;q7_t pSrcA3 = 0;q7_t Offset3 = 0;q7_t pDst3;/* 求偏移 */Offset--;arm_offset_f32(&pSrcA, Offset, &pDst, 1);log_i("arm_offset_f32 = %f\r\n", pDst);Offset1--;arm_offset_q31(&pSrcA1, Offset1, &pDst1, 1);log_i("arm_offset_q31 = %d\r\n", pDst1);Offset2--;arm_offset_q15(&pSrcA2, Offset2, &pDst2, 1);log_i("arm_offset_q15 = %d\r\n", pDst2);Offset3--;arm_offset_q7(&pSrcA3, Offset3, &pDst3, 1);log_i("arm_offset_q7 = %d\r\n", pDst3);log_i("*******************\r\n");
}
三、移位(Vector Shift)
这部分函数主要用于实现移位，公式描述如下：
pDst[n] = pSrc[n] << shift, 0 <= n < blockSize;这部分函数支持目标指针和源指针指向相同的缓冲区。
函数 arm_shift_q31
用于求32位定点数的左移或者右移。
函数 arm_shift_q15
用于求16位定点数的左移或者右移。
函数 arm_shift_q7
用于求8位定点数的左移或者右移。
- 函数参数：
- 第 1 个参数是源数据地址。
- 第 2 个参数是左移或者右移位数，正数是左移，负数是右移。
- 第 3 个参数是移位后数据地址。
- 第 4 个参数是定点数个数，其实就是执行左移或者右移的次数。
使用举例
void DSP_Shift(void)
{q31_t pSrcA1 = 0x88886666;q31_t pDst1;q15_t pSrcA2 = 0x8866;q15_t pDst2;q7_t pSrcA3 = 0x86;q7_t pDst3;/* 求移位 */arm_shift_q31(&pSrcA1, 3, &pDst1, 1);log_i("arm_shift_q31 = %8x\r\n", pDst1);arm_shift_q15(&pSrcA2, -3, &pDst2, 1);log_i("arm_shift_q15 = %4x\r\n", pDst2);arm_shift_q7(&pSrcA3, 3, &pDst3, 1);log_i("arm_shift_q7 = %2x\r\n", pDst3);log_i("******************\r\n");
}
四、减法(Vector Sub)
这部分函数主要用于实现减法，公式描述如下：
pDst[n] = pSrcA[n] - pSrcB[n], 0 <= n < blockSize;
函数 arm_sub_f32
用于求32位浮点数的减法。
函数 arm_sub_q31
用于求32位定点数的减法。
函数 arm_sub_q15
用于求16位定点数的减法。
函数 arm_sub_q7
用于求8位定点数的减法。
- 函数参数：
- 第 1 个参数是减数地址。
- 第 2 个参数是被减数地址。
- 第 3 个参数是结果地址。
- 第 4 个参数是数据块大小，其实就是执行减法的次数。
使用举例
void DSP_Sub(void)
{float32_t pSrcA[5] = {1.0f,1.0f,1.0f,1.0f,1.0f};float32_t pSrcB[5] = {1.0f,1.0f,1.0f,1.0f,1.0f};float32_t pDst[5];q31_t pSrcA1[5] = {1,1,1,1,1};q31_t pSrcB1[5] = {1,1,1,1,1};q31_t pDst1[5];q15_t pSrcA2[5] = {1,1,1,1,1};q15_t pSrcB2[5] = {1,1,1,1,1};q15_t pDst2[5];q7_t pSrcA3[5] = {0x70,1,1,1,1};q7_t pSrcB3[5] = {0x7f,1,1,1,1};q7_t pDst3[5];/* 求减法 */pSrcA[0] += 1.1f;arm_sub_f32(pSrcA, pSrcB, pDst, 5);log_i("arm_sub_f32 = %f\r\n", pDst[0]);pSrcA1[0] += 1;arm_sub_q31(pSrcA1, pSrcB1, pDst1, 5);log_i("arm_sub_q31 = %d\r\n", pDst1[0]);pSrcA2[0] += 1;arm_sub_q15(pSrcA2, pSrcB2, pDst2, 5);log_i("arm_sub_q15 = %d\r\n", pDst2[0]);pSrcA3[0] += 1;arm_sub_q7(pSrcA3, pSrcB3, pDst3, 5);log_i("arm_sub_q7 = %d\r\n", pDst3[0]);log_i("*******************\r\n");
}
五、比例因子(Vector Scale)
这部分函数主要用于实现数据的比例放大和缩小，浮点数据公式描述如下：
pDst[n] = pSrc[n] * scale, 0 <= n < blockSize如果是 Q31，Q15，Q7 格式的数据，公式描述如下：
pDst[n] = (pSrc[n] * scaleFract) << shift, 0 <= n < blockSize这种情况下，比例因子就是：
scale = scaleFract * 2^shift这部分函数支持目标指针和源指针指向相同的缓冲区
函数 arm_scale_f32
用于求32位浮点数的比例因子计算。
函数 arm_scale_q31
用于求32位定点数的比例因子计算。
函数 arm_scale_q15
用于求16位定点数的比例因子计算。
函数 arm_scale_q7
用于求8位定点数的比例因子计算。
- 函数参数：
- 第 1 个参数是数据源地址。
- 第 2 个参数是比例因子
- 第 3 个参数是结果地址。
- 第 4 个参数是数据块大小，其实就是执行比例因子计算的次数。
使用举例
void DSP_Scale(void)
{float32_t pSrcA[5] = {1.0f,1.0f,1.0f,1.0f,1.0f};float32_t scale = 0.0f;float32_t pDst[5];q31_t pSrcA1[5] = {0x6fffffff,1,1,1,1};q31_t scale1 = 0x6fffffff;q31_t pDst1[5];q15_t pSrcA2[5] = {0x6fff,1,1,1,1};q15_t scale2 = 0x6fff;q15_t pDst2[5];q7_t pSrcA3[5] = {0x70,1,1,1,1};q7_t scale3 = 0x6f;q7_t pDst3[5];/* 求比例因子计算 */scale += 0.1f;arm_scale_f32(pSrcA, scale, pDst, 5);printf("arm_scale_f32 = %f\r\n", pDst[0]);scale1 += 1;arm_scale_q31(pSrcA1, scale1, 0, pDst1, 5);printf("arm_scale_q31 = %x\r\n", pDst1[0]);scale2 += 1;arm_scale_q15(pSrcA2, scale2, 0, pDst2, 5);printf("arm_scale_q15 = %x\r\n", pDst2[0]);scale3 += 1;arm_scale_q7(pSrcA3, scale3, 0, pDst3, 5);printf("arm_scale_q7 = %x\r\n", pDst3[0]);printf("*******************\r\n");
}
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