第10章arm官方dsp库的fastmathfunctions的使用

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1、安富莱UM403DSP教程STM32-V5开发板系统篇手册第10章FastMathFunctions的使用本期教程开始，我们将不再专门的分析DSP函数的源码，主要是有些DSP函数的公式分析较麻烦，有兴趣的同学可以自行研究，本期教程开始主要讲解函数如何使用。10.1三角函数Cosine10.2三角函数Sine10.3平方根Sqrt10.4实例讲解（Matlab验证）10.5总结10.1三角函数Cosine三角函数cosine的计算是通过查表并配合三次插补实现的。具体的实现方法大家可以查阅相关资料进行了解

2、。10.1.1arm_cos_f32此函数的使用比较简单，函数定义如下：float32_tarm_cos_f32(float32_tx)注意输入参数x是弧度制即可，也就是说cos函数的一个周期对应于弧度[02*PI）。下面我们先通过Matlab绘制一个周期的cos曲线。新建一个.m格式的脚本文件，并写入如下函数：x=0:0.01:2*pi;plot(x,cos(x))运行后显示效果如下：2015年01月15日版本：1.0第1页共11页安富莱UM403DSP教程STM32-V5开发板系统篇手册点击上面截

3、图中的Tools->Datastatistics，获取数据的分析结果，我们主要看Y轴。最大值和最小值分别对应1和-1，这个与我们所学的理论知识是相符的。10.1.2arm_cos_q31函数定义如下：q31_tarm_cos_q31(q31_tx)使用中只需注意参数x的数值范围[02^31）相当于弧度[02*PI)即可。10.1.3arm_cos_q15函数定义如下：q31_tarm_cos_q15(q15_tx)使用中只需注意参数x的数值范围[02^15）相当于弧度[02*PI)即可。2015年01

4、月15日版本：1.0第2页共11页安富莱UM403DSP教程STM32-V5开发板系统篇手册10.2三角函数Sine三角函数sine的计算是通过查表并配合三次插补实现的。具体的实现方法大家可以查阅相关资料进行了解。10.2.1arm_sine_f32此函数的使用比较简单，函数定义如下：float32_tarm_sin_f32(float32_tx)注意输入参数x是弧度制即可，也就是说sine函数的一个周期对应于弧度[02*PI）。下面我们先通过Matlab绘制一个周期的sine曲线。新建一个.m格式的

5、脚本文件，并写入如下函数：x=0:0.01:2*pi;plot(x,sine(x))运行后显示效果如下：点击上面截图中的Tools->Datastatistics，获取数据的分析结果，我们主要看Y轴。2015年01月15日版本：1.0第3页共11页安富莱UM403DSP教程STM32-V5开发板系统篇手册最大值和最小值分别对应1和-1，这个与我们所学的理论知识是相符的。10.2.2arm_sin_q31函数定义如下：q31_tarm_sin_q31(q31_tx)使用中只需注意参数x的数值范围[02^

6、31）相当于弧度[02*PI)即可。10.2.3arm_sin_q15函数定义如下：q31_tarm_sin_q15(q15_tx)使用中只需注意参数x的数值范围[02^15）相当于弧度[02*PI)即可。10.3平方根sqrt浮点数的平方根计算只需调用一条浮点指令即可，而定点数的计算要稍显麻烦。10.3.1arm_sqrt_f32对于CM4带FPU的处理器来说，浮点数的平方根求解很简单，只需调用指令__sqrtf，仅需要14个时钟周期就可以完成。函数定义如下（在arm_math.h里面）：stati

7、c__INLINEarm_statusarm_sqrt_f32(float32_tin,float32_t*pOut)10.3.2arm_sqrt_q31函数的定义如下：arm_statusarm_sqrt_q31(q31_tin,q31_t*pOut)这里in的输入范围是0x00000000到0x7FFFFFFF，转化成浮点数范围就是[0+1)。在使用这个函数的时候有一点要特别的注意，比如我们要求1000的平方根，而获得结果是1465429，这是为什么呢，分析如下：2015年01月15日版本：1.0

8、第4页共11页安富莱UM403DSP教程STM32-V5开发板系统篇手册定点数1000=浮点数1000/(2^31)=4.6566e-07(用Q31表示)。对4.6566e-07求平方根可得6.8239e-04。定点数1465429=浮点数1465429/(2^31)=6.8239e-04。简单的总结下上面的意思就是说，求定点数1000的平方根，实际是求浮点数4.6566e-07(用Q31表示)的平方根。10.3.3arm_sqrt_q15函数的定义如下