QuakeGod
2024-07-27 842bb64195f958b050867c50db66fc0aa413dafb
提交 | 用户 | age
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_var_q15.c    
9 *    
10 * Description:    Variance of an array of Q15 type.    
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.
23 *   - Neither the name of ARM LIMITED nor the names of its contributors
24 *     may be used to endorse or promote products derived from this
25 *     software without specific prior written permission.
26 *
27 * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
28 * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
29 * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
30 * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE 
31 * COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
32 * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
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
43 /**    
44  * @ingroup groupStats    
45  */
46
47 /**    
48  * @addtogroup variance    
49  * @{    
50  */
51
52 /**    
53  * @brief Variance of the elements of a Q15 vector.    
54  * @param[in]       *pSrc points to the input vector    
55  * @param[in]       blockSize length of the input vector    
56  * @param[out]      *pResult variance value returned here    
57  * @return none.    
58  *    
59  * @details    
60  * <b>Scaling and Overflow Behavior:</b>    
61  *    
62  * \par    
63  * The function is implemented using a 64-bit internal accumulator.    
64  * The input is represented in 1.15 format.   
65  * Intermediate multiplication yields a 2.30 format, and this    
66  * result is added without saturation to a 64-bit accumulator in 34.30 format.    
67  * With 33 guard bits in the accumulator, there is no risk of overflow, and the    
68  * full precision of the intermediate multiplication is preserved.    
69  * Finally, the 34.30 result is truncated to 34.15 format by discarding the lower     
70  * 15 bits, and then saturated to yield a result in 1.15 format.    
71  *    
72  */
73
74
75 void arm_var_q15(
76   q15_t * pSrc,
77   uint32_t blockSize,
78   q15_t * pResult)
79 {
80
81   q31_t sum = 0;                                 /* Accumulator */
82   q31_t meanOfSquares, squareOfMean;             /* square of mean and mean of square */
83   uint32_t blkCnt;                               /* loop counter */
84   q63_t sumOfSquares = 0;                        /* Accumulator */
85    
86 #ifndef ARM_MATH_CM0_FAMILY
87
88   /* Run the below code for Cortex-M4 and Cortex-M3 */
89
90   q31_t in;                                      /* input value */
91   q15_t in1;                                     /* input value */
92
93     if(blockSize == 1)
94     {
95         *pResult = 0;
96         return;
97     }
98
99   /*loop Unrolling */
100   blkCnt = blockSize >> 2u;
101
102   /* First part of the processing with loop unrolling.  Compute 4 outputs at a time.    
103    ** a second loop below computes the remaining 1 to 3 samples. */
104   while(blkCnt > 0u)
105   {
106     /* C = (A[0] * A[0] + A[1] * A[1] + ... + A[blockSize-1] * A[blockSize-1])  */
107     /* Compute Sum of squares of the input samples    
108      * and then store the result in a temporary variable, sum. */
109     in = *__SIMD32(pSrc)++;
110     sum += ((in << 16) >> 16);
111     sum += (in >> 16);
112     sumOfSquares = __SMLALD(in, in, sumOfSquares);
113     in = *__SIMD32(pSrc)++;
114     sum += ((in << 16) >> 16);
115     sum += (in >> 16);
116     sumOfSquares = __SMLALD(in, in, sumOfSquares);
117
118     /* Decrement the loop counter */
119     blkCnt--;
120   }
121
122   /* If the blockSize is not a multiple of 4, compute any remaining output samples here.    
123    ** No loop unrolling is used. */
124   blkCnt = blockSize % 0x4u;
125
126   while(blkCnt > 0u)
127   {
128     /* C = (A[0] * A[0] + A[1] * A[1] + ... + A[blockSize-1] * A[blockSize-1]) */
129     /* Compute Sum of squares of the input samples    
130      * and then store the result in a temporary variable, sum. */
131     in1 = *pSrc++;
132     sumOfSquares = __SMLALD(in1, in1, sumOfSquares);
133     sum += in1;
134
135     /* Decrement the loop counter */
136     blkCnt--;
137   }
138
139   /* Compute Mean of squares of the input samples    
140    * and then store the result in a temporary variable, meanOfSquares. */
141   meanOfSquares = (q31_t) (sumOfSquares / (q63_t)(blockSize - 1));
142
143   /* Compute square of mean */
144   squareOfMean = (q31_t)((q63_t)sum * sum / (q63_t)(blockSize * (blockSize - 1)));
145
146   /* mean of the squares minus the square of the mean. */
147   *pResult = (meanOfSquares - squareOfMean) >> 15;
148
149 #else
150
151   /* Run the below code for Cortex-M0 */
152   q15_t in;                                      /* input value */
153
154     if(blockSize == 1)
155     {
156         *pResult = 0;
157         return;
158     }
159
160   /* Loop over blockSize number of values */
161   blkCnt = blockSize;
162
163   while(blkCnt > 0u)
164   {
165     /* C = (A[0] * A[0] + A[1] * A[1] + ... + A[blockSize-1] * A[blockSize-1]) */
166     /* Compute Sum of squares of the input samples     
167      * and then store the result in a temporary variable, sumOfSquares. */
168     in = *pSrc++;
169     sumOfSquares += (in * in);
170
171     /* C = (A[0] + A[1] + A[2] + ... + A[blockSize-1]) */
172     /* Compute sum of all input values and then store the result in a temporary variable, sum. */
173     sum += in;
174
175     /* Decrement the loop counter */
176     blkCnt--;
177   }
178
179   /* Compute Mean of squares of the input samples     
180    * and then store the result in a temporary variable, meanOfSquares. */
181   meanOfSquares = (q31_t) (sumOfSquares / (q63_t)(blockSize - 1));
182
183   /* Compute square of mean */
184   squareOfMean = (q31_t)((q63_t)sum * sum / (q63_t)(blockSize * (blockSize - 1)));
185
186   /* mean of the squares minus the square of the mean. */
187   *pResult = (meanOfSquares - squareOfMean) >> 15;
188
189 #endif /* #ifndef ARM_MATH_CM0_FAMILY */
190
191 }
192
193 /**    
194  * @} end of variance group    
195  */