LabVIEW中定点数有什么用途？LabVIEW中定点数应用解析

什么是定点数

顾名思义，在运算中小数点始终不会发生移动的数就是定点数。对于定点数，我们定义了其一共占有的bit位数以及小数点的位置，不同格式的定点数可以表达的数据范围和数据精度也会随之不同。

通常采用

这样的一种规范来表示定点数。其中s表示符号位，m表示字长，n表示整数字长。LabVIEW中定点数存储空间，最大限定为64bit。

 

图：有符号定点数表示方法

比如一个字长为8，整数字长为4的无符号定点数，其表示方法为<+,8,4>，表示范围从0—15.9375，增量值为0.0625。

 

图：LabVIEW对于定点函数的即时帮助

为什么选择定点数？
【效率高，占用资源较少】
一般说来，定点数的运算在计算机中实现起来比较简单，效率较高；而浮点数的运算在计算机中实现起来比较复杂，效率相对较低。

 

图：定点数以及单精度浮点数加乘运算占用资源

【执行时间短】
定点数的运算可以在FPGA一个单周期定时循环(SCTL)中完成，但是如若想在单周期定时循环中执行浮点运算则会编译失败

定点数的max、min和delta的计算
定点数的max和min是由符号位，字长和整数字长共同决定的，而delta的大小却与符号位无关。
我们定义一个定点数表示为<+,m,n>，当m个全部字长都为1的时候，该值有最大取值；当m个全部字长都为0的时候，该值为最小值。

 

图：无符号定点数delta值表示

一个无符号定点数的最大值为 ，最小值为0，其增量值Delta为相似的，对于有符号的定点数来说，符号位为0，其余所有位为1时取最大值；符号位为1，其余所有位为0时，此时取最小值；其增量值Delta依然为。

定点数的运算
【加法】
定点数在进行相加的时候，对于<+, m, n> 与<+, m, n>进行相加，用<+, m+1, n+1>是完全可以包含其所有可能结果的。也就是分数部分位数不变，整数由于可能进位，所以整数部分位数加1，字长也相应加1。

 

图：两个相同配置的无符号定点数相加

如果Add节点两端的定点数配置不同，分数部分位数取A与B中较大值，整数部分位数取A与B中较大值+1，字长等于分数位数与整数位数之和。

 

图：两个不同配置的无符号定点数相加

【减法】
无论减数和被减数是否有符号，其结果必然为有符号定点数。也就是两配置为<+, m, n>的定点数相减，结果为<±,m+1, n+1>，当然两配置为<±,m, n>的定点数相减，结果依然为<±,m+1, n+1>。

 

图：定点数的减法