使用 6 位设置浮点数的小数部分

Question

我正在从双字中解压缩一些数据。

unsigned char * current_word = [address of most significant byte]

我的前 14 个 MSB 是一个 int 值。我计划使用 0xFFFC 按位与来提取它们。

int value = (int)( (uint_16)current_word & 0xFFFC );

接下来的 6 位是小数值。在这里我陷入了有效的实施。我可以一次提取一位，并构建分数 1/2*bit + 1/4+bit + 1/8*bit 等...但这效率不高。

float fractional = ?

最后 12 个 LSB 是另一个 int 值，我觉得我可以再次使用按位 AND 来取出它。

int other_value = (int) ( (uint_16)current_word[2] & 0x0FFF );    

该操作将在 16348 个双字上完成，并且需要在 0.05 ms 内完成才能至少运行 20Hz。

我对位操作很陌生，但我很高兴学习。阅读材料和/或示例将不胜感激！

编辑：当我的意思是“AND”时，我写了“OR”

Answer 1

由于您从 [最高有效字节的地址] 开始并使用从那里开始递增的地址，因此您的数据显然采用 Big-Endian 字节顺序。因此，在几乎所有使用 Little-Endian 字节顺序的台式机上，指针转换都会失败。

无论本机字节顺序如何，以下代码都将起作用：

int value = (current_word[0] << 6) | (current_word[1] >> 2);
double fractional = (current_word[1] & 0x03) / 4.0 + (current_word[2] & 0xF0) / 1024.0;
int other_value = (current_word[2] & 0x0F) << 8 | current_word[3];

Answer 2

首先，您可以更有效地将双字一次性全部放入 int 中，并从那里进行掩码/移位。

从中获取小数部分很容易：掩码和移位以获得整数，然后除以浮点数以缩放结果。

float fractional = ((current_int >> 12) & 0x3f) / 64.;

Answer 3

移位指令有 5 种：

1. 带符号扩展右移：将所有位右移后，将当前最左边的位复制为新的位到最左边。最右边的一个被丢弃。
2. 零扩展右移：与 (1) 相同，但假设新的最左边位始终为零。
3. 左移：将 (1) 和 (2) 中的 right 替换为 left ，将 left 替换为 right 并读取 ( 2）再次。
4. 向右滚动：将您的位向右移动，而不是最右边的一位下降，它变成您的最左边。
5. 向左滚动：将(4)中的右替换为左，将左替换为右，然后再次阅读(4)。

您可以根据需要多次移动。在 C 中，数据类型中未定义的位数不止是位数。尽管语法相同，但无符号和有符号类型的转换方式不同。

Answer 4

如果您将数据读取为 unsigned char *，则一次无法获取超过 8 位的数据，并且您的示例需要更改。如果您的地址是对齐的，或者您的平台允许，您应该以 int * 的形式读取数据，但这也引出了数据如何存储的问题。它是每个整数存储 20 位以及 12 位其他信息，还是需要跟踪位指针的 20 位流。如果是第二种，它比你想象的还要复杂。一旦我了解了您的数据在 RAM 中的布局方式，我将进一步发布。