專利名稱：定點(diǎn)化處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體而言，涉及ー種定點(diǎn)化處理方法及裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理(Digital Signal Processing,簡(jiǎn)稱為DSP)系統(tǒng)的算法大多米用浮點(diǎn)算術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，這是由于采用浮點(diǎn)算木可以在通用處理器開(kāi)發(fā)平臺(tái)上進(jìn)行快速的算法驗(yàn)證和原型機(jī)建摸。浮點(diǎn)算法驗(yàn)證完成后，可以在浮點(diǎn)硬件平臺(tái)如浮點(diǎn)DSP上實(shí)現(xiàn)。但如果想獲得更快的速度、更小的面積和更低的功耗，就需要設(shè)計(jì)者將浮點(diǎn)算木轉(zhuǎn)化為定點(diǎn)算術(shù)，從而可以在定點(diǎn)硬件平臺(tái)如現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable GateArray,簡(jiǎn)稱為 FPGA)或?qū)Ｓ眉呻娐?Application Specific Integrated Circuit,簡(jiǎn)稱為 ASIC)上實(shí)現(xiàn)。將浮點(diǎn)算法轉(zhuǎn)化為定點(diǎn)算法的方法即稱為定點(diǎn)化技木。定點(diǎn)化包括信號(hào)范圍分析和系統(tǒng)精度分析兩個(gè)步驟范圍分析用于確定系統(tǒng)中信號(hào)的整數(shù)位寬，以防止定點(diǎn)信號(hào)發(fā)生上溢；精度分析用于尋找最優(yōu)的小數(shù)位寬組合，除了防止定點(diǎn)信號(hào)出現(xiàn)下溢外，目標(biāo)是在滿足系統(tǒng)輸出精度需求的約束下最小化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)代價(jià)。因此，定點(diǎn)化也常常被稱為位寬優(yōu)化。位寬優(yōu)化是ー個(gè)NP-hard問(wèn)題，傳統(tǒng)的位寬優(yōu)化都是通過(guò)大量的浮點(diǎn)和定點(diǎn)系統(tǒng)仿真并依靠工程師經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成，在一些復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，定點(diǎn)化過(guò)程占據(jù)了整個(gè)設(shè)計(jì)周期的50 %以上。相關(guān)技術(shù)中的區(qū)間算術(shù)(Interval Arithmetic,簡(jiǎn)稱為IA)和仿射算術(shù)(AffineArithmetic，簡(jiǎn)稱為AA)，由于對(duì)信號(hào)變化范圍分析不準(zhǔn)確，放大了定點(diǎn)信號(hào)的整數(shù)位寬和小數(shù)位寬，導(dǎo)致定點(diǎn)化處理的結(jié)果不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供ー種定點(diǎn)化處理方法及裝置，以至少解決上述相關(guān)技術(shù)中定點(diǎn)化方法由于對(duì)信號(hào)變化范圍分析不準(zhǔn)確，放大定點(diǎn)信號(hào)的整數(shù)位寬和小數(shù)位寬，導(dǎo)致定點(diǎn)化處理的結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，提供了ー種定點(diǎn)化處理方法。根據(jù)本發(fā)明的定點(diǎn)化處理方法包括按照浮點(diǎn)算法的控制-數(shù)據(jù)流圖劃分的所有并列條件分支分別對(duì)所有浮點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)范圍分析，得到所有浮點(diǎn)信號(hào)的變化范圍和最小整數(shù)位寬，其中，最小整數(shù)位寬為滿足定點(diǎn)信號(hào)不溢出的最小正整數(shù)值；使用變化范圍對(duì)信號(hào)范圍處理操作后所有浮點(diǎn)信號(hào)分別進(jìn)行系統(tǒng)精度分析，得到所有浮點(diǎn)信號(hào)的最小小數(shù)位寬，其中，最小小數(shù)位寬為滿足系統(tǒng)最終輸出精度誤差小于或等于預(yù)定的誤差約束的最小正整數(shù)值；使用所有浮點(diǎn)信號(hào)中同一浮點(diǎn)信號(hào)的最小整數(shù)位寬和最小小數(shù)位寬確定對(duì)浮點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行定點(diǎn)化處理的結(jié)果。進(jìn)ー步地，對(duì)按照浮點(diǎn)算法的控制-數(shù)據(jù)流圖劃分的所有并列條件分支分別對(duì)所有浮點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)范圍分析，得到所有浮點(diǎn)信號(hào)的變化范圍和最小整數(shù)位寬包括使用如下公式作為信號(hào)X的仿射形式 分別對(duì)浮點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)范圍分析
權(quán)利要求
1.一種定點(diǎn)化處理方法，其特征在于，包括 按照浮點(diǎn)算法的控制-數(shù)據(jù)流圖劃分的所有并列條件分支分別對(duì)所有浮點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)范圍分析，得到所述所有浮點(diǎn)信號(hào)的變化范圍和最小整數(shù)位寬，其中，所述最小整數(shù)位寬為滿足定點(diǎn)信號(hào)不溢出的最小正整數(shù)值； 使用所述變化范圍對(duì)所述信號(hào)范圍處理操作后所有浮點(diǎn)信號(hào)分別進(jìn)行系統(tǒng)精度分析，得到所述所有浮點(diǎn)信號(hào)的最小小數(shù)位寬，其中，所述最小小數(shù)位寬為滿足系統(tǒng)最終輸出精度誤差小于或等于預(yù)定的誤差約束的最小正整數(shù)值； 使用所述所有浮點(diǎn)信號(hào)中同一浮點(diǎn)信號(hào)的最小整數(shù)位寬和所述最小小數(shù)位寬確定對(duì)所述浮點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行定點(diǎn)化處理的結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，按照浮點(diǎn)算法的控制-數(shù)據(jù)流圖劃分的所有并列條件分支分別對(duì)所有浮點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)范圍分析，得到所述所有浮點(diǎn)信號(hào)的變化范圍和最小整數(shù)位寬包括 使用如下公式作為信號(hào)X的仿射形式 分別對(duì)所述浮點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)范圍分析 Χ = xO +Σ Xk * C0Sk(^CJ * j)，其中，X。是號(hào)的均值，Xk 是 COSk (Σ^ 4)的幅值，η是 k=i LH」Hm。。 (刀^七墑總個(gè)數(shù)^是系統(tǒng)輸入信號(hào)的總個(gè)數(shù)…丨汧θ j表示第j個(gè)輸入信號(hào)的弧J=IJ,度噪聲項(xiàng)，Cj是其幅度系數(shù)； 確定浮點(diǎn)信號(hào)的變化范圍為 = [ ， ，其中I和I分別表示信號(hào)X變化的最小值和最大值； 通過(guò)以下公式確定最小整數(shù)位寬IWLx=log2max(|S|,|x |)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，使用所述變化范圍對(duì)所述信號(hào)范圍處理操作后所有浮點(diǎn)信號(hào)分別進(jìn)行系統(tǒng)精度分析，得到所述所有浮點(diǎn)信號(hào)的最小小數(shù)位寬包括 使用以下公式之一作為浮點(diǎn)信號(hào)χ的精度誤差Ex對(duì)所有浮點(diǎn)信號(hào)分別進(jìn)行系統(tǒng)精度分析Ex = x+2冊(cè)1 · cos θ χ ; Ex = χ+2_ · cos θ χ ;其中，F(xiàn)WL是小數(shù)位寬，θ χ表示第χ個(gè)輸入信號(hào)的弧度噪聲項(xiàng)；確定所述最小小數(shù)位寬為滿足系統(tǒng)輸出精度誤差小于或等于預(yù)定的誤差約束的最小正整數(shù)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，使用所述所有浮點(diǎn)信號(hào)中同一浮點(diǎn)信號(hào)的最小整數(shù)位寬和所述最小小數(shù)位寬確定對(duì)所述浮點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行定點(diǎn)化處理的結(jié)果包括 確定所述所有浮點(diǎn)信號(hào)中同一浮點(diǎn)信號(hào)的最小整數(shù)位寬中的最大值作為所述定點(diǎn)化處理中所述同一浮點(diǎn)信號(hào)的最終整數(shù)位寬； 確定所述最小小數(shù)位寬中的最大值作為定點(diǎn)化處理的最終小數(shù)位寬。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 所述并列條件分支為根據(jù)所述浮點(diǎn)信號(hào)的控制-數(shù)據(jù)流圖對(duì)所述對(duì)浮點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行遍歷得到的條件分支。
6.一種定點(diǎn)化處理裝置，其特征在于，包括 第一處理模塊，用于按照浮點(diǎn)算法的控制-數(shù)據(jù)流圖劃分的所有并列條件分支分別對(duì)所有浮點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)范圍分析，得到所述所有浮點(diǎn)信號(hào)的變化范圍和最小整數(shù)位寬，其中，所述最小整數(shù)位寬為滿足定點(diǎn)信號(hào)不溢出的最小正整數(shù)值； 第二處理模塊，用于使用所述變化范圍對(duì)所述信號(hào)范圍處理操作后所有浮點(diǎn)信號(hào)分別進(jìn)行系統(tǒng)精度分析，得到所述所有浮點(diǎn)信號(hào)的最小小數(shù)位寬，其中，所述最小小數(shù)位寬為滿足系統(tǒng)最終輸出精度誤差小于或等于預(yù)定的誤差約束的最小正整數(shù)值； 第三處理模塊，用于使用所述所有浮點(diǎn)信號(hào)中同一浮點(diǎn)信號(hào)的最小整數(shù)位寬和所述最小小數(shù)位寬確定對(duì)所述浮點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行定點(diǎn)化處理的結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第一處理模塊包括 第四處理模塊，用于使用如下公式作為信號(hào)χ的仿射形式 分別對(duì)所述所有并列條件分支的浮點(diǎn)信號(hào)分別進(jìn)行信號(hào)范圍分析 x = xO +Σ Xk * C0Sk(^CJ * j)，其中，xO 是號(hào)的中值(或均值)，Xk 是COSk (Zcj-Qj) k=l _J=I_j=l m的幅值，η是COSk(StVh)的總個(gè)數(shù)，m是系統(tǒng)輸入信號(hào)的總個(gè)數(shù)，θ. e汧Qj表示第j個(gè)輸J=IJ,入信號(hào)的弧度噪聲項(xiàng)，Cj是其幅度系數(shù)； 第一確定模塊，用于確定浮點(diǎn)信號(hào)的變化范圍為 第二確定模塊，用于通過(guò)以下公式確定最小整數(shù)位寬1\￥1^=1(^21^\(|5|,|*|);其中，1和 分別表示 的最小值和最大值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第二處理模塊包括 第五處理模塊，用于使用以下公式之一作為浮點(diǎn)信號(hào)χ的精度誤差Ex對(duì)所述所有浮點(diǎn)信號(hào)分別進(jìn)行系統(tǒng)精度分析Ex = χ+2冊(cè)1 · cos θ χ ; Ex = χ+2_ · cos θ χ ;其中，F(xiàn)WL是小數(shù)位寬，θ χ表示第χ個(gè)輸入信號(hào)的弧度噪聲項(xiàng)；第三確定模塊，用于確定所述最小小數(shù)位寬為滿足系統(tǒng)輸出精度誤差小于或等于預(yù)定的誤差約束的最小正整數(shù)值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第三處理模塊包括 第六處理模塊，用于確定所述所有浮點(diǎn)信號(hào)中同一浮點(diǎn)信號(hào)的最小整數(shù)位寬中的最大值作為所述定點(diǎn)化處理中所述同一浮點(diǎn)信號(hào)的最終整數(shù)位寬； 第七處理模塊，用于確定所述最小小數(shù)位寬中的最大值作為定點(diǎn)化處理的最終小數(shù)位寬。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于， 所述并列條件分支為根據(jù)所述浮點(diǎn)信號(hào)的控制-數(shù)據(jù)流圖對(duì)所述對(duì)浮點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行遍歷得到的條件分支。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種定點(diǎn)化處理方法及裝置，該方法包括按照浮點(diǎn)算法的控制-數(shù)據(jù)流圖劃分的所有并列條件分支分別對(duì)所有浮點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)范圍分析，得到所有浮點(diǎn)信號(hào)的變化范圍和最小整數(shù)位寬，其中，最小整數(shù)位寬為滿足定點(diǎn)信號(hào)不溢出的最小正整數(shù)值；使用變化范圍對(duì)信號(hào)范圍處理操作后所有浮點(diǎn)信號(hào)分別進(jìn)行系統(tǒng)精度分析，得到浮點(diǎn)信號(hào)的最小小數(shù)位寬，其中，最小小數(shù)位寬為滿足系統(tǒng)輸出精度誤差小于或等于預(yù)定的誤差約束的最小正整數(shù)值；使用所有浮點(diǎn)信號(hào)中同一浮點(diǎn)信號(hào)的最小整數(shù)位寬和最小小數(shù)位寬確定對(duì)浮點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行定點(diǎn)化處理的結(jié)果。通過(guò)本發(fā)明，提高了定點(diǎn)化處理的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G06F9/318GK102622207SQ20111003333
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者張林生, 文小芳, 田萬(wàn)廷 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司