微控制器上的定点算法

通常，我们使用微控制器在机器人中执行操作，但是需要用十进制进行一些计算。使用浮点变量非常慢，因为会自动包含软件浮点库（除非您拥有高端微控制器）。因此，我们通常使用定点算法。

每当我这样做时，我都只使用一个整数，并记住小数点在哪里。但是，确实要确保所有内容都是一致的，特别是当计算涉及小数点位于不同位置的变量时。

我已经实现了定点atan2函数，但是因为我试图挤压最后一滴有限精度（16位）的数据，所以我经常会更改小数点位置的定义，并且在对其进行调整时会改变。此外，我还有一些常量（作为准查询表），它们本身在某处具有隐含的小数点。

我想知道是否有更好的方法。是否有一个库或一组宏，可以简化定点变量的使用，简化混合变量之间的乘法和除法，并允许声明小数或常数表达式，但在编译时自动转换为所需的定点表示形式时间？

如果我们能告诉编译器每个定点输入变量的范围和精度（可能没有两个在相同位置的小数点）会很好，并且它会自动（在编译时）使用正确的范围一系列计算中的中间值和最终值的精度和重新缩放操作。我听说有传言说，有可能在Ada编程语言或C ++模板中做到这一点。

las，我所看到的最接近的是定点算术库，程序员需要您手动选择正确的表示形式，并手动验证每个操作是否保持足够的范围和精度。有时，它们使混合变量之间的乘法和除法更加容易。如：

• AVRfix：用于s15.16，s7.24和s7.8格式的定点计算的库，完全用ANSI C编写
• 嵌入式系统：定点FFT列出了一些用于定点FFT计算的库
• AN617：Microchip PICmicro单片机的定点例程
• SourceForge上的“定点”项目。
• gcc具有内置的定点库a b
• TI IQMath库（和源－谢谢Embedded.kyle）。

我使用TI IQMath库在其定点DSP上实现了虚拟浮点。

德州仪器（TI）TMS320C28x IQmath库是供C / C ++程序员使用的高度优化和高精度数学函数的集合，可以将浮点算法无缝移植到TMS320C28x器件上的定点代码中。这些例程通常用于计算密集型实时应用中，在这些应用中，最佳执行速度和高精度至关重要。通过使用这些例程，您可以比以标准ANSI C语言编写的等效代码更快地实现执行速度。此外，通过提供随时可用的高精度功能，TI IQmath库可以大大缩短您的DSP应用开发时间。

它使用了一些TI特定的东西，但我也以该代码为基础在其他微控制器上实现了虚拟浮点数学运算。移植需要一些工作，但是比从头开始要容易得多。

Binary Scaling（又称B缩放）有多种实现方式（我没有立即意识到的库）

在这种情况下，您可以使用移位将小数点向上或向下移动，从而牢记小数点所在的位置（或什至更好地记录代码...）。

我在国防项目的汇编器中使用过B缩放，即使在最小的CPU上也是如此，因此可以保证它适用于其他任何东西...

如果您使用的整数记得那里的“点”，它们是一种使用浮点运算。定点，确实有定点。

atancos$\pi$$-\pi$

这取决于您的应用程序所需的值范围，但是您可能希望完全移至定点表示形式。也就是说，例如，不要保留这样的数字：

struct num
{
    uint16_t number;
    uint16_t decimal_point;
};

这里number是整个数量和decimal_point说，其中小数点是，你可以将其存储这样的：

struct num
{
    uint16_t integer;
    uint16_t fraction;
};

其中的整数是integer.fraction，具有相同的内存使用量，更大的值范围并且通常更易于使用。