基于VxWorks平台的快速交流信号采样及计算时间:2011-04-27 19:59:08 来源: 作者:
2.3.2 实时性优化 (1)快速查表 为了避免在傅氏运算中计算sin(2πk/N)、cos(2πk/N)(k=0,1,2,…,N)等三角函数的值,在系统初始化时应将这些值事先计算出来并保存到一个表中,运算过程中以查找表的形式直接获取正余弦函数计算的值。 (2)定点乘法 AD7490输入模拟电压范围是0 V~5 V,对应的输出数字范围是0x00~0xFFF。由于SEP4020处理器不支持浮点运算,所以对小数的运算将非常耗时。为了避免进行小数运算,采用了小数定点运算方法,用整型替代实型运算。这里定点的定标设为15,整型数0x8000就对应实型数1.0。 为了保持定点运算,避免sin(2πk/N)、cos(2πk/N)带来的小数运算,这里对sin(2πk/N)、cos(2πk/N)计算出来的值进行定点化处理,并将其乘以2的15次方取整后得到16 bit的有符号整数。这样傅氏算法的循环浮点乘操作就转变成整数乘法,既保留了傅氏算法的高精度特性,又极大地提高了傅氏算法的计算速度。 (3)快速开方 在利用傅氏计算得到的实部和虚部求幅值时,需要进行开平方运算。而在RISC内核的嵌入式处理器中,如果不对开平方运算做特殊处理,则CPU的运算时间较长,将影响整个系统的实时性,因此考虑采取快速算法来提高开平方运算的速度。 本文的开平方运算对象是无符号的整型数,可以采用一种只利用移位、加法实现整数开平方算法的方法。由于RISC内核中有内置的桶型移位器,因此该算法可以用汇编程序实现[6]。 整数快速开方算法函数的代码如下: unsigned long isqrt(unsigned long x) { unsigned long temp,Q=0,b=0x8000,bShft=15; __asm { mov b,#0x8000 mov bShft,#15 mov Q,#0 loop: add temp,b,Q,lsl#1 subs temp,x,temp,lsl bShft addge Q,Q,b movgex,temp sub bShft,bShft,#1 movs b,b,lsr#1 bne loop } return Q; } 3 测试及结果分析 3.1 测试环境介绍 硬件系统以32 bit RISC内核微处理器SEP4020和12 bit ADC AD7490为核心,包括交流采集子模块、电源子模块、显示与键盘子模块和出口继电器子模块等。其系统框图如图2所示。
3.2 优化结果
|
|
来自: BeautymengRoom > 《我的图书馆》