Преобразование 32-разрядного числа до 16 бит или менее

Question

На моем mbed LPC1768 У меня есть АЦП на выводе, который при опросе возвращает 16-разрядное короткое число, нормированное на значение с плавающей запятой между 0-1. Document here.

Поскольку он преобразует его в число с плавающей запятой, означает ли это его 32-бит? Потому что число у меня есть число до шести знаков после запятой. Data Types here

У меня работает автокорреляция, и я хочу сократить время, необходимое для завершения анализа. Правильно ли, что числа с плавающей запятой 32-битные, и если верно, что умножение двух 32-битных чисел с плавающей запятой займет много времени, чем умножение двух 16-разрядных коротких (недисковых) чисел вместе?

Я работаю с C, чтобы запрограммировать mbed.

Cheers.

Answer 1

Я должен быть в состоянии прокомментировать это довольно точно. Раньше я занимался обработкой DSP, где мы бы «целочисленный» код, что фактически означало, что мы будем использовать алгоритм сигнала/аудио/видео, и заменим всю логику с плавающей запятой на арифметику с фиксированной точкой (то есть: Q_mn notation, etc).

В большинстве современных систем вы обычно получаете лучшую производительность с использованием целочисленной арифметики по сравнению с арифметикой с плавающей запятой, за счет более сложного кода, который вы должны написать.

Чип, который вы используете (Cortex M3), не имеет a dedicated hardware-based FPU: он только эмулирует операции с плавающей запятой, поэтому операции с плавающей запятой будут дорогими (потребуется много времени).

В вашем случае вы можете просто прочитать 16-битное значение через read_u16() и сдвинуть значение вправо 4 раза, и все готово. Если вы работаете со звуковыми данными, вы можете рассмотреть looking into companding algorithms (a-law, u-law), что даст лучшую субъективную производительность, чем просто отрубить 4 LSBs, чтобы получить 12-битное число из 16-разрядного номера.

Yes, a float on that system is 32bit, и, вероятно, представлен в IEEE754 format. Умножение пары 32-битных значений по сравнению с парой 16-разрядных значений может очень хорошо занять такое же количество времени, в зависимости от используемого чипа и наличия FPU и ALU. На вашем чипе умножение двух поплавков будет ужасно дорого с точки зрения времени. Кроме того, если вы умножаете два 32-битных целых числа, они могут потенциально переполняться, поэтому есть одна потенциальная причина для логики с плавающей запятой, если вы не хотите внедрять алгоритм с фиксированной точкой.

Answer 2

Правильно предположить, что умножение двух 32-разрядных чисел с плавающей запятой займет больше времени, чем умножение двух 16-разрядных коротких значений, если в процессоре нет специального оборудования (блок с плавающей точкой).