在定點DSP上的浮點仿真變得切實可行

 

數(shù)字信號處理器（DSP）分為兩大類：定點DSP和浮點DSP。一般來講，處于技術前沿的定點DSP系列往往趨向于注重快速、低功耗和低成本，而浮點DSP可以在大動態(tài)范圍內提供高精度。動態(tài)范圍是指可以用數(shù)字形式表示的最大數(shù)字量和最小數(shù)字量之間的比率，而精度是指可以用來定義化分最小度量的間隔。
　　在實際應用中，只需要少量浮點功能應用的那些設計工程師位于“灰色區(qū)”，他們經常被迫使用更高成本的浮點處理器。然而現(xiàn)在，一些定點處理器按照給定合適的體系結構能以如此之高的時鐘速率運行，從而使它有可能仿真浮點運算。這種方法使設計工程師能夠為了低成本和低功耗運算折衷浮點運算效率。很明顯，這種方法并不是為了真正的浮點密集型應用，但是它為“身陷灰色區(qū)”的設計工程師提出一個吸引人的機會。由于它的高時鐘速度和低成本優(yōu)勢，所以美國模擬器件公司（ADI）的16 bit Blackfin DSP系列為浮點仿真的實現(xiàn)提供一個好的平臺。

　　在定點數(shù)表示方法中，小數(shù)點的位置只取決于使用小數(shù)計算還是整數(shù)計算。該方法在簡化數(shù)值運算和節(jié)省存儲器的同時，在動態(tài)范圍和精度之間進行了折衷。在保持高分辨率同時要求大范圍數(shù)值的情況下，基于大小和指數(shù)移位的小數(shù)點就很適合。
　　非常大和非常小的數(shù)可以按浮點格式存儲，用科學計數(shù)法表示。浮點數(shù)由尾數(shù)和指數(shù)構成。浮點數(shù)的每一部分都以浮點格式存儲。通常，尾數(shù)以小數(shù)形式表示，而指數(shù)通常用無符號位整數(shù)形式表示。
　　如果浮點數(shù)不包括多余的符號位，即所有位都是有效的，那么就要把它規(guī)格化。規(guī)格化為有用位數(shù)提供最高的精度。它也簡化大小的比較，因為指數(shù)較大的數(shù)具有比較大的值，只有指數(shù)相等時才有必要比較尾數(shù)。大多數(shù)實例（包括這里給出的例子）都采用規(guī)格化輸入從而產生規(guī)格化結果。
　　取決于動態(tài)范圍或精度的那個參數(shù)對于給定應用更重要，定點DSP上的浮點仿真采用的形式可以是全IEEE-754浮點格式或非IEEE浮點格式。在某些情況下，甚至雙精度定點表示法也可以滿足。