arm - 将 24 位二进制补码转换为 float_32t

Question

我有一个非常具体的问题。
ADC 为我提供二进制补码的 24 位数据点。通常我将它们存储到 32 位 int(二进制补码)中(通过从 int 的 MSB 开始复制它们，然后将它们向 LSB 移动 8 位以保持前导 1 或 0)

现在我想在 ARM 处理器上使用 CMSIS-DSP 库来进行 FFT 转换。 FFT 需要 float32_t 输入。我从未听说过这种数据格式，也找不到任何关于它是否具有固定浮点或其他任何内容的具体来源...

谁能告诉我 float32_t 到底是什么？另外，还有关于将 24 位二进制补码转换为 float32_t 的想法吗？

如果我有任何新内容，我将继续调查并编辑这篇文章:-)


如果有人感兴趣:
ADC 是TI-ADS1299
CMISI-DSP 库可以在 here 找到。 。
该链接直接转到我要使用的方法 (arm_rfft_f32 ()) 。由于我只是使用旧版本的库，该方法已被标记为已弃用。

谢谢并问候!

Answer 1

通常，最明显的解决方案也是最好的。如果我必须对 24 位数字进行符号扩展并将其转换为浮点类型，我会首先编写如下内容:

// See Dric512's answer; I happen to know my compiler's ABI implements 
// 'float' with the appropriate IEEE 754 single-precision format
typedef float float32_t; 

float32_t conv_func(unsigned int int24) {
        return (int)(int24 << 8) >> 8;
}

既然您提到了 CMSIS 和关键时序，我将安全地假设您的微 Controller 具有带有硬件 FPU 的 Cortex-M4(或可能是 Cortex-M7) - 词语“性能”和“软件浮点 FFT” “在一起很可笑 - 因为现在是 21 世纪，所以你使用的是一个半像样的优化编译器，所以我这样编译了上面的内容:

$arm-none-eabi-gcc -c -Os -mcpu=cortex-m4 -mfpu=fpv4-sp-d16 -mfloat-abi=hard -mthumb float.c

并从中得到了这个(为了清晰起见添加了评论):

   0:   f340 0017       sbfx    r0, r0, #0, #24   @ sign-extend 24-bit value from argument
   4:   ee07 0a90       vmov    s15, r0           @ move 32-bit result to FPU register
   8:   eeb8 0ae7       vcvt.f32.s32    s0, s15   @ convert signed int to 32-bit float
   c:   4770            bx      lr                @ return (with final result in FPU)

嗯，这看起来已经是最佳代码了 - 任何手动位调整都无法击败仅仅 2 个单周期指令。工作完成!

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如果您确实碰巧在没有 FPU 的情况下陷入困境，那么答案的基本点保持不变 - 让编译器/库来做脏活，因为 soft-fp 库的转换实现将是:

• 确实正确。
• 优化得很好。
• 与计算本身的开销相比，完全迷失在噪音中。