Размеры встроенных типов данных C/C++ выбраны компанией Analog Devices таким образом, чтобы обычные программы C/C++ выполнялись с подходящими под аппаратуру типами данных (hardware-native data types), что повышает быстродействие кода [2]. Рабочее окружение выполнения кода (C/C++ run-time environment) использует встроенные типы данных C/C++ и форматы данных, показанные в таблице 1-44 и на рисунках 1-4 и 1-5.

Таблица 1-44. Форматы хранения данных и размеры типов данных.

Замечание:  типы с плавающей запятой (floating-point) и 64-битные типы данных используются на основе программной эмуляции, поэтому они будут обрабатываться медленнее, чем традиционные, поддерживаемые аппаратно типы данных. Эмулированными являются типы float, double, long double, long long и unsigned long long.

Предупреждение: традиционные типы с фиксированной запятой fract и accum недоступны в C++. На языке C они доступны только когда подключен заголовочный файл stdfix.h.

Внимание: типы fract16 и fract32 не являются в действительности встроенными типами данных - они определены через typedef как short и long соответственно. На языке C для выполнения базовой арифметики нужно использовать встроенные функции (см. далее "Дробное значение встроенных функций C++", а также [4]). Вы не можете просто так выполнить умножение fract16 * fract16 и получить правильный результат. На C++ для fract-данных классы fract и shortfract определяют базовые арифметические операторы, в то время как на языке C традиционные типы с фиксированной запятой fract и accum предоставляют более натуральную альтернативу для fract16 и fract32. Таким образом, типы fract16 и fract32 имеет смысл применять только для использования с готовыми, оптимизированными (написанными на ассемблере) библиотеками [2].

[Дробное значение встроенных функций C++]

Компилятор поддерживает два класса C++ для дробных чисел. Класс fract использует тип fract32 языка C для хранения дробного значения, в то время как класс shortfract использует тип fract16 языка C для хранения дробного значения.

Экземпляры классов shortfract и fract инициализированные с суффиксом "r", предоставлены для работы с диапазоном чисел [-1,1). Класс fract реализован компилятором как представление внутреннего типа fract. Пример:

#include < fract>

int main ()
{
   fract X = 0.5r;
}

Экземпляры класса shortfract могут быть инициализированы с использованием значений "r" таким же способом, однако они не представлены компилятором как внутренний тип. Вместо этого компилятор генерирует временный fract, который инициализируется с использованием значения "r". Значение класса fract затем копируется в класс shortfract с использованием неявного копирования, и временный fract уничтожается.

Классы fract и shortfract содержат подпрограммы, которые позволяют выполнять базовые арифметические операции и перемещения данных в другие типы данных и из других типов данных. В примере ниже показано использование класса shortfract с операторами * и +.

Математические подпрограммы для сложения, вычитания, деления и умножения для обоих классов fract и shortfract работают с использованием подпрограмм, определенных ETSI для дробных типов C (fract16 и fract32). Подключение заголовочных файлов fract и shortfract неявно определяет макрос ETSI_SOURCE как 1. Это требует использования подпрограмм ETSI, которые определены в libetsi.h, и находятся в библиотеках libetsi53*.dlb.

#include < shortfract>

#include < stdio.h>

#define N 20
  
shortfract x[N] = {
   .5r,.5r,.5r,.5r,.5r,
   .5r,.5r,.5r,.5r,.5r,
   .5r,.5r,.5r,.5r,.5r,
   .5r,.5r,.5r,.5r,.5r};
  
shortfract y[N] = {
   0,.1r,.2r,.3r,.4r,
   .5r,.6r,.7r,.8r,.9r,
   .10r,.1r,.2r,.3r,.4r,
   .5r,.6r,.7r,.8r,.9r};
  
shortfract fdot(int n, shortfract *x, shortfract *y)
{
   int j;
   shortfract s;
   s = 0;
   for (j=0; j < n; j++)
   {
      s += x[j] * y[j];
   }
   return s;
}
  

int main(void)
{
   fdot(N,x,y);
}

[Формат IEEE для чисел с плавающей запятой]

По умолчанию компилятор Blackfin предоставляет эмуляцию плавающей точки с использованием форматов IEEE одиночной и двойной точности. Одиночная точность (Single-precision IEEE format, см. рис. 1-4) представлена 32-разрядным значением, где 23 бита используются для мантиссы, 8 бит для экспоненты, и 1 бит для знака. Этот формат используется для типа данных float, а также по умолчанию для типа данных double, и когда используется ключ командной строки компилятора -­double-size-32.

Рис. 1-4. Обычный формат хранения чисел float и double (одинарная точность).

На рис. 1-4 одно слово (32-бита) данных применено для выражения:

Здесь:

• Sign - представляет бит знака (sign).
• Mantissa - представляет дробную часть мантиссы, 23 бита (в этом формате подразумевается "1.").
• Exponent - представляет 8-битную экспоненту.

Формат двойной точности (Double-precision IEEE format, см. рис. 1-5) представлен 64-разрядным значением, с 52 битами для мантиссы, 11 битами для экспоненты и 1 битом для знака. Этот формат используется для типа данных long double, и для типа данных double, когда используется ключ командной строки компилятора -double-size-64.

Рис. 1-5. Формат двойной точности IEEE.

На рис. 1-5 двойное слово (64-бита) данных применено для выражения:

Здесь:

• Sign - представляет бит знака (sign).
• Mantissa - представляет дробную часть мантиссы, 52 бита (в этом формате подразумевается "1.").
• Exponent - представляет 11-битную экспоненту.

[Ссылки]

1. VisualDSP: использование типов с фиксированной точкой.
2. Библиотека Blackfin DSP Run-Time, общее описание.
3. Поддержка традиционных типов с фиксированной точкой в VisualDSP++.
4. Встроенные функции компиляторов Blackfin VisualDSP и GCC.