在定點DSP上的浮點仿真變得切實可行

 

數字信號處理器（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可以在大動態范圍內提供高精度。動態范圍是指可以用數字形式表示的最大數字量和最小數字量之間的比率，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”，他們經常被迫使用更高成本的浮點處理器。然而現在，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”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提供一個好的平臺。

　　在定點數表示方法中，小數點的位置只取決于使用小數計算還是整數計算。該方法在簡化數值運算和節省存儲器的同時，在動態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值的情況下，基于大小和指數移位的小數點就很適合。
　　非常大和非常小的數可以按浮點格式存儲，用科學計數法表示。浮點數由尾數和指數構成。浮點數的每一部分都以浮點格式存儲。通常，尾數以小數形式表示，而指數通常用無符號位整數形式表示。
　　如果浮點數不包括多余的符號位，即所有位都是有效的，那么就要把它規格化。規格化為有用位數提供最高的精度。它也簡化大小的比較，因為指數較大的數具有比較大的值，只有指數相等時才有必要比較尾數。大多數實例（包括這里給出的例子）都采用規格化輸入從而產生規格化結果。
　　取決于動態范圍或精度的那個參數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。