QuakeGod
2023-02-01 828d914304e29f5d8202df87393ce6744e528fdd
提交 | 用户 | age
bfc108 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_std_q15.c    
9 *    
10 * Description:    Standard deviation 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 STD    
49  * @{    
50  */
51
52 /**    
53  * @brief Standard deviation 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 standard deviation 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 void arm_std_q15(
74   q15_t * pSrc,
75   uint32_t blockSize,
76   q15_t * pResult)
77 {
78   q31_t sum = 0;                                 /* Accumulator */
79   q31_t meanOfSquares, squareOfMean;             /* square of mean and mean of square */
80   uint32_t blkCnt;                               /* loop counter */
81   q63_t sumOfSquares = 0;                        /* Accumulator */
82    
83 #ifndef ARM_MATH_CM0_FAMILY
84
85   /* Run the below code for Cortex-M4 and Cortex-M3 */
86
87   q31_t in;                                      /* input value */
88   q15_t in1;                                     /* input value */
89
90     if(blockSize == 1)
91     {
92         *pResult = 0;
93         return;
94     }
95
96   /*loop Unrolling */
97   blkCnt = blockSize >> 2u;
98
99   /* First part of the processing with loop unrolling.  Compute 4 outputs at a time.    
100    ** a second loop below computes the remaining 1 to 3 samples. */
101   while(blkCnt > 0u)
102   {
103     /* C = (A[0] * A[0] + A[1] * A[1] + ... + A[blockSize-1] * A[blockSize-1])  */
104     /* Compute Sum of squares of the input samples    
105      * and then store the result in a temporary variable, sum. */
106     in = *__SIMD32(pSrc)++;
107     sum += ((in << 16) >> 16);
108     sum += (in >> 16);
109     sumOfSquares = __SMLALD(in, in, sumOfSquares);
110     in = *__SIMD32(pSrc)++;
111     sum += ((in << 16) >> 16);
112     sum += (in >> 16);
113     sumOfSquares = __SMLALD(in, in, sumOfSquares);
114
115     /* Decrement the loop counter */
116     blkCnt--;
117   }
118
119   /* If the blockSize is not a multiple of 4, compute any remaining output samples here.    
120    ** No loop unrolling is used. */
121   blkCnt = blockSize % 0x4u;
122
123   while(blkCnt > 0u)
124   {
125     /* C = (A[0] * A[0] + A[1] * A[1] + ... + A[blockSize-1] * A[blockSize-1]) */
126     /* Compute Sum of squares of the input samples    
127      * and then store the result in a temporary variable, sum. */
128     in1 = *pSrc++;
129     sumOfSquares = __SMLALD(in1, in1, sumOfSquares);
130     sum += in1;
131
132     /* Decrement the loop counter */
133     blkCnt--;
134   }
135
136   /* Compute Mean of squares of the input samples    
137    * and then store the result in a temporary variable, meanOfSquares. */
138   meanOfSquares = (q31_t)(sumOfSquares / (q63_t)(blockSize - 1));
139
140   /* Compute square of mean */
141   squareOfMean = (q31_t) ((q63_t)sum * sum / (q63_t)(blockSize * (blockSize - 1)));
142
143   /* mean of the squares minus the square of the mean. */
144   /* Compute standard deviation and store the result to the destination */
145   arm_sqrt_q15(__SSAT((meanOfSquares - squareOfMean) >> 15, 16u), pResult);
146
147 #else
148
149   /* Run the below code for Cortex-M0 */
150   q15_t in;                                      /* input value */
151
152     if(blockSize == 1)
153     {
154         *pResult = 0;
155         return;
156     }
157
158   /* Loop over blockSize number of values */
159   blkCnt = blockSize;
160
161   while(blkCnt > 0u)
162   {
163     /* C = (A[0] * A[0] + A[1] * A[1] + ... + A[blockSize-1] * A[blockSize-1]) */
164     /* Compute Sum of squares of the input samples     
165      * and then store the result in a temporary variable, sumOfSquares. */
166     in = *pSrc++;
167     sumOfSquares += (in * in);
168
169     /* C = (A[0] + A[1] + A[2] + ... + A[blockSize-1]) */
170     /* Compute sum of all input values and then store the result in a temporary variable, sum. */
171     sum += in;
172
173     /* Decrement the loop counter */
174     blkCnt--;
175   }
176
177   /* Compute Mean of squares of the input samples     
178    * and then store the result in a temporary variable, meanOfSquares. */
179   meanOfSquares = (q31_t)(sumOfSquares / (q63_t)(blockSize - 1));
180
181   /* Compute square of mean */
182   squareOfMean = (q31_t) ((q63_t)sum * sum / (q63_t)(blockSize * (blockSize - 1)));
183
184   /* mean of the squares minus the square of the mean. */
185   /* Compute standard deviation and store the result to the destination */
186   arm_sqrt_q15(__SSAT((meanOfSquares - squareOfMean) >> 15, 16u), pResult);
187
188 #endif /* #ifndef ARM_MATH_CM0_FAMILY */
189
190
191 }
192
193 /**    
194  * @} end of STD group    
195  */