基于DSPTMS320LF2407的浮点数算法实现.pdfVIP

学兔兔 第3期 (总第160期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．3 2010年6月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUToMATION Jun． 文章编号：1672—6413(2010)03—0085—03 基于DSP TMS 3 2 0LF 2 4 0 7的浮点数算法实现 郭智勇，那鹏飞 (中北大学 光学仪器厂，山西 太原 030051) 摘要：研究浮点数四则运算及三角函数在定点数DSP TMS320F2407的实现方法。该方法利用尾数和阶码的方 法对加法、减法、乘法和除法进行四则运算，采用幂级数展开和四则运算的方法完成三角函数的浮点数运算， 并在TMS32OF2407上编制完整的算法，同时给出了正弦函数的实验数据。该方法思路新颖、精度高、速度快， 可移植到其他浮点数运算的单片机上。 关键词：浮点数四则运算；浮点数三角运算；幂级数偏置展开；TMS320F2407数字信号处理器 中图分类号：TN911．7 文献标识码：A 0 弓I言 结构，其主要特点是将程序和数据存储在不同的存储 20世纪9O年代以来，数字信号处理器(DSP)在 空间，因此取指令和执行能完全重叠进行。 自动控制及仪器仪表中得到了越来越广泛的应用。这 1．2 DSP芯片流水线 主要是因为它具有以下优点：①并行结构和专用的硬 DSP芯片广泛采用流水线以减少指令执行时间。 件乘法器使得DSP运算能力极强；②高速特性使得 指令流水线由一系列总线操作组成。TMS320I F2407 DSP能实现实时处理和实时控制。 流水线具有4个独立的操作阶段：取指令、指令译码、 美国TI公司生产的TMS320I F2407 DSP是定 取操作数以及指令执行，如图1所示。由于4个操作 点16位处理器，随着生产工艺的提高和价格的下降， 阶段是独立的，所以这些操作可以重叠_1]。图1中Ⅳ 该处理器已经大量应用在传统上由单片机实现的工业 表示执行的第Ⅳ条指令。 控制等领域中，发挥着信号处理芯片的强大功能。但 时钟—nJ L—～f L — L一 在信号处理过程中经常会碰到浮点数的运算，这时只 取指令 P Ⅳ— 斛l N+2 3 有采用查表或编制由定点运算完成浮点运算的子程序 译码 j N-1 N j 斛1 Ⅳ}2 操作数 2 1 卅 1 的方法。两者各有优点，但后者具有通用性强、应用 执行 N-3 。 2 ^L1 』v 范围广等特点。本文介绍实现四则运算和三角函数浮 图1 四级流水线的操作 点数运算的汇编原理。 2 四则运算和三角函数汇编原理 1 TMS320LF2407 DSP结构特点 在数据处理中，四则运算和三角函数的浮点数运 TMs32OI F2407 DSP的基本结构特点如下：①哈 算是经常使用的，另外数制转换也常使用，不过这种 佛结构；②流水线操作；⑧专用的16位×16位硬件乘 转换原理较为简单，其编程过程同四则运算相似，这 法器，可以在单个机器周期内产生一个32位结果的有 里将不阐述。