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483170 1 /* ----------------------------------------------------------------------    
Q 2 * Copyright (C) 2010-2014 ARM Limited. All rights reserved.    
3 *    
4 * $Date:        19. March 2015
5 * $Revision:     V.1.4.5
6 *    
7 * Project:         CMSIS DSP Library    
8 * Title:        arm_sin_cos_f32.c    
9 *    
10 * Description:    Sine and Cosine calculation for floating-point values.   
11 *    
12 * Target Processor: Cortex-M4/Cortex-M3/Cortex-M0
13 *  
14 * Redistribution and use in source and binary forms, with or without 
15 * modification, are permitted provided that the following conditions
16 * are met:
17 *   - Redistributions of source code must retain the above copyright
18 *     notice, this list of conditions and the following disclaimer.
19 *   - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
20 *     notice, this list of conditions and the following disclaimer in
21 *     the documentation and/or other materials provided with the 
22 *     distribution.
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33 * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
34 * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER
35 * CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
36 * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN
37 * ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
38 * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.   
39 * -------------------------------------------------------------------- */
40
41 #include "arm_math.h"
42 #include "arm_common_tables.h"
43
44 /**    
45  * @ingroup groupController    
46  */
47
48 /**    
49  * @defgroup SinCos Sine Cosine   
50  *    
51  * Computes the trigonometric sine and cosine values using a combination of table lookup   
52  * and linear interpolation.     
53  * There are separate functions for Q31 and floating-point data types.   
54  * The input to the floating-point version is in degrees while the   
55  * fixed-point Q31 have a scaled input with the range   
56  * [-1 0.9999] mapping to [-180 +180] degrees.   
57  *
58  * The floating point function also allows values that are out of the usual range. When this happens, the function will
59  * take extra time to adjust the input value to the range of [-180 180].
60  *   
61  * The implementation is based on table lookup using 360 values together with linear interpolation.   
62  * The steps used are:   
63  *  -# Calculation of the nearest integer table index.   
64  *  -# Compute the fractional portion (fract) of the input.   
65  *  -# Fetch the value corresponding to \c index from sine table to \c y0 and also value from \c index+1 to \c y1.      
66  *  -# Sine value is computed as <code> *psinVal = y0 + (fract * (y1 - y0))</code>.    
67  *  -# Fetch the value corresponding to \c index from cosine table to \c y0 and also value from \c index+1 to \c y1.      
68  *  -# Cosine value is computed as <code> *pcosVal = y0 + (fract * (y1 - y0))</code>.    
69  */
70
71  /**    
72  * @addtogroup SinCos    
73  * @{    
74  */
75
76 /**    
77  * @brief  Floating-point sin_cos function.   
78  * @param[in]  theta    input value in degrees    
79  * @param[out] *pSinVal points to the processed sine output.    
80  * @param[out] *pCosVal points to the processed cos output.    
81  * @return none.   
82  */
83
84 void arm_sin_cos_f32(
85   float32_t theta,
86   float32_t * pSinVal,
87   float32_t * pCosVal)
88 {
89   float32_t fract, in;                             /* Temporary variables for input, output */
90   uint16_t indexS, indexC;                         /* Index variable */
91   float32_t f1, f2, d1, d2;                        /* Two nearest output values */
92   int32_t n;
93   float32_t findex, Dn, Df, temp;
94
95   /* input x is in degrees */
96   /* Scale the input, divide input by 360, for cosine add 0.25 (pi/2) to read sine table */
97   in = theta * 0.00277777777778f;
98
99   /* Calculation of floor value of input */
100   n = (int32_t) in;
101
102   /* Make negative values towards -infinity */
103   if(in < 0.0f)
104   {
105     n--;
106   }
107   /* Map input value to [0 1] */
108   in = in - (float32_t) n;
109
110   /* Calculation of index of the table */
111   findex = (float32_t) FAST_MATH_TABLE_SIZE * in;
112   indexS = ((uint16_t)findex) & 0x1ff;
113   indexC = (indexS + (FAST_MATH_TABLE_SIZE / 4)) & 0x1ff;
114
115   /* fractional value calculation */
116   fract = findex - (float32_t) indexS;
117
118   /* Read two nearest values of input value from the cos & sin tables */
119   f1 = sinTable_f32[indexC+0];
120   f2 = sinTable_f32[indexC+1];
121   d1 = -sinTable_f32[indexS+0];
122   d2 = -sinTable_f32[indexS+1];
123
124   Dn = 0.0122718463030f; // delta between the two points (fixed), in this case 2*pi/FAST_MATH_TABLE_SIZE
125   Df = f2 - f1; // delta between the values of the functions
126   temp = Dn*(d1 + d2) - 2*Df;
127   temp = fract*temp + (3*Df - (d2 + 2*d1)*Dn);
128   temp = fract*temp + d1*Dn;
129
130   /* Calculation of cosine value */
131   *pCosVal = fract*temp + f1;
132   
133   /* Read two nearest values of input value from the cos & sin tables */
134   f1 = sinTable_f32[indexS+0];
135   f2 = sinTable_f32[indexS+1];
136   d1 = sinTable_f32[indexC+0];
137   d2 = sinTable_f32[indexC+1];
138
139   Df = f2 - f1; // delta between the values of the functions
140   temp = Dn*(d1 + d2) - 2*Df;
141   temp = fract*temp + (3*Df - (d2 + 2*d1)*Dn);
142   temp = fract*temp + d1*Dn;
143   
144   /* Calculation of sine value */
145   *pSinVal = fract*temp + f1;
146 }
147 /**    
148  * @} end of SinCos group    
149  */