git.gag.com Git - fw/stlink/blob - exampleF4/CMSIS/DSP_Lib/Source/FastMathFunctions/arm_cos_q15.c

   1 /* ----------------------------------------------------------------------
   2 * Copyright (C) 2010 ARM Limited. All rights reserved.
   3 *
   4 * $Date:        15. July 2011
   5 * $Revision:    V1.0.10
   6 *
   7 * Project:          CMSIS DSP Library
   8 * Title:                arm_cos_q15.c
   9 *
  10 * Description:  Fast cosine calculation for Q15 values.
  11 *
  12 * Target Processor: Cortex-M4/Cortex-M3/Cortex-M0
  13 *
  14 * Version 1.0.10 2011/7/15
  15 *    Big Endian support added and Merged M0 and M3/M4 Source code.
  16 *
  17 * Version 1.0.3 2010/11/29
  18 *    Re-organized the CMSIS folders and updated documentation.
  19 *
  20 * Version 1.0.2 2010/11/11
  21 *    Documentation updated.
  22 *
  23 * Version 1.0.1 2010/10/05
  24 *    Production release and review comments incorporated.
  25 *
  26 * Version 1.0.0 2010/09/20
  27 *    Production release and review comments incorporated.
  28 * -------------------------------------------------------------------- */
  29
  30 #include "arm_math.h"
  31
  32 /**
  33  * @ingroup groupFastMath
  34  */
  35
  36  /**
  37  * @addtogroup cos
  38  * @{
  39  */
  40
  41 /**
  42 * \par
  43 * Table Values are in Q15(1.15 Fixed point format) and generation is done in three steps
  44 * \par
  45 * First Generate cos values in floating point:
  46 * tableSize = 256;
  47 * <pre>for(n = -1; n < (tableSize + 1); n++)
  48 * {
  49 *       cosTable[n+1]= cos(2*pi*n/tableSize);
  50 * }</pre>
  51 * where pi value is  3.14159265358979
  52 * \par
  53 * Secondly Convert Floating point to Q15(Fixed point):
  54 *       (cosTable[i] * pow(2, 15))
  55 * \par
  56 * Finally Rounding to nearest integer is done
  57 *       cosTable[i] += (cosTable[i] > 0 ? 0.5 :-0.5);
  58 */
  59
  60 static const q15_t cosTableQ15[259] = {
  61   0x7ff6, 0x7fff, 0x7ff6, 0x7fd9, 0x7fa7, 0x7f62, 0x7f0a, 0x7e9d,
  62   0x7e1e, 0x7d8a, 0x7ce4, 0x7c2a, 0x7b5d, 0x7a7d, 0x798a, 0x7885,
  63   0x776c, 0x7642, 0x7505, 0x73b6, 0x7255, 0x70e3, 0x6f5f, 0x6dca,
  64   0x6c24, 0x6a6e, 0x68a7, 0x66d0, 0x64e9, 0x62f2, 0x60ec, 0x5ed7,
  65   0x5cb4, 0x5a82, 0x5843, 0x55f6, 0x539b, 0x5134, 0x4ec0, 0x4c40,
  66   0x49b4, 0x471d, 0x447b, 0x41ce, 0x3f17, 0x3c57, 0x398d, 0x36ba,
  67   0x33df, 0x30fc, 0x2e11, 0x2b1f, 0x2827, 0x2528, 0x2224, 0x1f1a,
  68   0x1c0c, 0x18f9, 0x15e2, 0x12c8, 0xfab, 0xc8c, 0x96b, 0x648,
  69   0x324, 0x0, 0xfcdc, 0xf9b8, 0xf695, 0xf374, 0xf055, 0xed38,
  70   0xea1e, 0xe707, 0xe3f4, 0xe0e6, 0xdddc, 0xdad8, 0xd7d9, 0xd4e1,
  71   0xd1ef, 0xcf04, 0xcc21, 0xc946, 0xc673, 0xc3a9, 0xc0e9, 0xbe32,
  72   0xbb85, 0xb8e3, 0xb64c, 0xb3c0, 0xb140, 0xaecc, 0xac65, 0xaa0a,
  73   0xa7bd, 0xa57e, 0xa34c, 0xa129, 0x9f14, 0x9d0e, 0x9b17, 0x9930,
  74   0x9759, 0x9592, 0x93dc, 0x9236, 0x90a1, 0x8f1d, 0x8dab, 0x8c4a,
  75   0x8afb, 0x89be, 0x8894, 0x877b, 0x8676, 0x8583, 0x84a3, 0x83d6,
  76   0x831c, 0x8276, 0x81e2, 0x8163, 0x80f6, 0x809e, 0x8059, 0x8027,
  77   0x800a, 0x8000, 0x800a, 0x8027, 0x8059, 0x809e, 0x80f6, 0x8163,
  78   0x81e2, 0x8276, 0x831c, 0x83d6, 0x84a3, 0x8583, 0x8676, 0x877b,
  79   0x8894, 0x89be, 0x8afb, 0x8c4a, 0x8dab, 0x8f1d, 0x90a1, 0x9236,
  80   0x93dc, 0x9592, 0x9759, 0x9930, 0x9b17, 0x9d0e, 0x9f14, 0xa129,
  81   0xa34c, 0xa57e, 0xa7bd, 0xaa0a, 0xac65, 0xaecc, 0xb140, 0xb3c0,
  82   0xb64c, 0xb8e3, 0xbb85, 0xbe32, 0xc0e9, 0xc3a9, 0xc673, 0xc946,
  83   0xcc21, 0xcf04, 0xd1ef, 0xd4e1, 0xd7d9, 0xdad8, 0xdddc, 0xe0e6,
  84   0xe3f4, 0xe707, 0xea1e, 0xed38, 0xf055, 0xf374, 0xf695, 0xf9b8,
  85   0xfcdc, 0x0, 0x324, 0x648, 0x96b, 0xc8c, 0xfab, 0x12c8,
  86   0x15e2, 0x18f9, 0x1c0c, 0x1f1a, 0x2224, 0x2528, 0x2827, 0x2b1f,
  87   0x2e11, 0x30fc, 0x33df, 0x36ba, 0x398d, 0x3c57, 0x3f17, 0x41ce,
  88   0x447b, 0x471d, 0x49b4, 0x4c40, 0x4ec0, 0x5134, 0x539b, 0x55f6,
  89   0x5843, 0x5a82, 0x5cb4, 0x5ed7, 0x60ec, 0x62f2, 0x64e9, 0x66d0,
  90   0x68a7, 0x6a6e, 0x6c24, 0x6dca, 0x6f5f, 0x70e3, 0x7255, 0x73b6,
  91   0x7505, 0x7642, 0x776c, 0x7885, 0x798a, 0x7a7d, 0x7b5d, 0x7c2a,
  92   0x7ce4, 0x7d8a, 0x7e1e, 0x7e9d, 0x7f0a, 0x7f62, 0x7fa7, 0x7fd9,
  93   0x7ff6, 0x7fff, 0x7ff6
  94 };
  95
  96
  97 /**
  98  * @brief Fast approximation to the trigonometric cosine function for Q15 data.
  99  * @param[in] x Scaled input value in radians.
 100  * @return  cos(x).
 101  *
 102  * The Q15 input value is in the range [0 +1) and is mapped to a radian value in the range [0 2*pi).
 103  */
 104
 105 q15_t arm_cos_q15(
 106   q15_t x)
 107 {
 108   q31_t cosVal;                                  /* Temporary variable for output */
 109   q15_t *tablePtr;                               /* Pointer to table */
 110   q15_t in, in2;                                 /* Temporary variables for input */
 111   q31_t wa, wb, wc, wd;                          /* Cubic interpolation coefficients */
 112   q15_t a, b, c, d;                              /* Four nearest output values */
 113   q15_t fract, fractCube, fractSquare;           /* Variables for fractional value */
 114   q15_t oneBy6 = 0x1555;                         /* Fixed point value of 1/6 */
 115   q15_t tableSpacing = TABLE_SPACING_Q15;        /* Table spacing */
 116   int32_t index;                                 /* Index variable */
 117
 118   in = x;
 119
 120   /* Calculate the nearest index */
 121   index = (int32_t) in / tableSpacing;
 122
 123   /* Calculate the nearest value of input */
 124   in2 = (q15_t) index *tableSpacing;
 125
 126   /* Calculation of fractional value */
 127   fract = (in - in2) << 8;
 128
 129   /* fractSquare = fract * fract */
 130   fractSquare = (q15_t) ((fract * fract) >> 15);
 131
 132   /* fractCube = fract * fract * fract */
 133   fractCube = (q15_t) ((fractSquare * fract) >> 15);
 134
 135   /* Initialise table pointer */
 136   tablePtr = (q15_t *) & cosTableQ15[index];
 137
 138   /* Cubic interpolation process */
 139   /* Calculation of wa */
 140   /* wa = -(oneBy6)*fractCube + (fractSquare >> 1u) - (0x2AAA)*fract; */
 141   wa = (q31_t) oneBy6 *fractCube;
 142   wa += (q31_t) 0x2AAA *fract;
 143   wa = -(wa >> 15);
 144   wa += (fractSquare >> 1u);
 145
 146   /* Read first nearest value of output from the cos table */
 147   a = *tablePtr++;
 148
 149   /* cosVal = a * wa */
 150   cosVal = a * wa;
 151
 152   /* Calculation of wb */
 153   wb = (((fractCube >> 1u) - fractSquare) - (fract >> 1u)) + 0x7FFF;
 154
 155   /* Read second nearest value of output from the cos table */
 156   b = *tablePtr++;
 157
 158   /*      cosVal += b*wb */
 159   cosVal += b * wb;
 160
 161   /* Calculation of wc */
 162   wc = -(q31_t) fractCube + fractSquare;
 163   wc = (wc >> 1u) + fract;
 164
 165   /* Read third nearest value of output from the cos table */
 166   c = *tablePtr++;
 167
 168   /*      cosVal += c*wc */
 169   cosVal += c * wc;
 170
 171   /* Calculation of wd */
 172   /* wd = (oneBy6)*fractCube - (oneBy6)*fract; */
 173   fractCube = fractCube - fract;
 174   wd = ((q15_t) (((q31_t) oneBy6 * fractCube) >> 15));
 175
 176   /* Read fourth nearest value of output from the cos table */
 177   d = *tablePtr++;
 178
 179   /* cosVal += d*wd; */
 180   cosVal += d * wd;
 181
 182   /* Return the output value in 1.15(q15) format */
 183   return ((q15_t) (cosVal >> 15u));
 184
 185 }
 186
 187 /**
 188  * @} end of cos group
 189  */