第18章 ComplexMathFunctions的使用（二）

    本期教程主要讲解复数运算中的模平方，复数乘法和复数乘实数的求解。

    18.1 复数模平方ComplexMagSquared

    18.2 复数乘法ComplexMultComplex

    18.3 复数乘实数ComplexMultComplex

    18.4 总结

18.1  复数模平方 ComplexMagSquared
18.1.1  arm_cmplx_mag_squared_f32

公式描述：

    for(n=0;n<numSamples; n++) {        

            pDst[n] = pSrc[(2*n)+0]^2 + pSrc[(2*n)+1]^2;        

     }  

函数定义如下：

    voidarm_cmplx_mag_squared_f32(float32_t * pSrc, float32_t * pDst, uint32_tnumSamples)

参数定义：

    [in]  *pSrc   points to the complex input vector        

    [out]  *pDst  pointsto the real output vector        

    [in]  numSamples  number of complex samples in the inputvector  

注意事项：

    1.    数组pSrc和pDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

公式描述：

    for(n=0; n<numSamples;n++) {        

           pDst[n] = pSrc[(2*n)+0]^2 + pSrc[(2*n)+1]^2;        

     }  

函数定义如下：

    voidarm_cmplx_mag_squared_q31(q31_t * pSrc, q31_t * pDst, uint32_t numSamples)

参数定义：

    [in]  *pSrc   points to the complex input vector        

    [out]  *pDst  pointsto the real output vector        

    [in]  numSamples  number of complex samples in the inputvector  

注意事项：

    1.    数组pSrc和pDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

公式描述：

    for(n=0;n<numSamples; n++) {        

           pDst[n] = pSrc[(2*n)+0]^2 + pSrc[(2*n)+1]^2;        

     }  

函数定义如下：

    voidarm_cmplx_mag_squared_q15(q15_t * pSrc, q15_t * pDst, uint32_t numSamples)

参数定义：

    [in]  *pSrc   points to the complex input vector        

    [out]  *pDst  pointsto the real output vector        

    [in]  numSamples  number of complex samples in the inputvector  

注意事项：

    1.    数组pSrc和pDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

实验目的：

     1. 学习ComplexMathFunctions中模平方的求解

实验内容：

            1. 按下按键K1, 串口打印函数DSP_MagSquared的输出结果

实验现象：

            通过窗口上位机软件SecureCRT（V5光盘里面有此软件）查看打印信息现象如下：

程序设计：

1. /*
   
2. *********************************************************************************************************
   
3. *    函 数 名: DSP_MagSquared
   
4. *    功能说明: 复数模的平方
   
5. *    形    参：无
   
6. *    返 回 值: 无
   
7. *********************************************************************************************************
   
8. */
   
9. static void DSP_MagSquared(void)
   
10. {
    
11.      uint8_t i;
    
12.      float32_t pSrc[10] = {1.1f, 1.1f, 2.1f, 2.1f, 3.1f, 3.1f, 4.1f, 4.1f, 5.1f, 5.1f};
    
13.      float32_t pDst[10];
    
14.    
    
15.      q31_t pSrc1[10] = {1*268435456, 1*268435456, 2*268435456, 2*268435456, 3*268435456, 3*268435456,
    
16.                          4*268435456, 4*268435456, 5*268435456, 5*268435456};
    
17.      q31_t pDst1[10];
    
18. 
    
19.      q15_t pSrc2[10] = {5000, 10000, 15000, 20000, 25000,  5000, 10000, 15000, 20000, 25000};
    
20.      q15_t pDst2[10];
    
21.    
    
22.      /***浮点数模平方*******************************************************************************/
    
23.      arm_cmplx_mag_squared_f32(pSrc, pDst, 5);
    
24.      for(i = 0; i < 5; i++)
    
25.      {
    
26.          printf("pDst[%d] = %f\r\n", i, pDst[i]);
    
27.      }
    
28.    
    
29.      /***定点数模平方Q31*******************************************************************************/
    
30.      arm_cmplx_mag_squared_q31(pSrc1, pDst1, 5);
    
31.      for(i = 0; i < 5; i++)
    
32.      {
    
33.          printf("pDst1[%d] = %d\r\n", i, pDst1[i]);
    
34.      }
    
35.    
    
36.      /***定点数模平方Q15*******************************************************************************/
    
37.      arm_cmplx_mag_squared_q15(pSrc2, pDst2, 5);
    
38.      for(i = 0; i < 5; i++)
    
39.      {
    
40.          printf("pDst2[%d] = %d\r\n", i, pDst2[i]);
    
41.      }
    
42. }

18.2  复数乘法 ComplexMultComplex
18.2.1  arm_cmplx_mult_cmplx_f32

公式描述：

for(n=0;n<numSamples; n++) {        

     pDst[(2*n)+0] = pSrcA[(2*n)+0] * pSrcB[(2*n)+0] - pSrcA[(2*n)+1] *pSrcB[(2*n)+1];        

     pDst[(2*n)+1] = pSrcA[(2*n)+0] * pSrcB[(2*n)+1] + pSrcA[(2*n)+1] *pSrcB[(2*n)+0];        

}  

函数定义如下：

voidarm_cmplx_mult_cmplx_f32(

float32_t * pSrcA,

  float32_t * pSrcB,

  float32_t * pDst,

  uint32_t numSamples)

参数定义：

[in]  *pSrcA   points to the first input vector        

[in]  *pSrcB   points to the second input vector        

[out]  *pDst   points to the output vector        

[in]  numSamples number of complex samples in eachvector   

注意事项：

1.    数组pSrcA, pSrcB和pDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

公式描述：

for(n=0;n<numSamples; n++) {        

     pDst[(2*n)+0] = pSrcA[(2*n)+0] * pSrcB[(2*n)+0] - pSrcA[(2*n)+1] *pSrcB[(2*n)+1];        

     pDst[(2*n)+1] = pSrcA[(2*n)+0] * pSrcB[(2*n)+1] + pSrcA[(2*n)+1] *pSrcB[(2*n)+0];        

}

函数定义如下：

voidarm_cmplx_mult_cmplx_q31(

  q31_t * pSrcA,

  q31_t * pSrcB,

  q31_t * pDst,

  uint32_t numSamples)

参数定义：

[in]  *pSrc   points to the complex input vector        

[out]  *pDst  pointsto the real output vector        

[in]  numSamples  number of complex samples in the inputvector  

注意事项：

1.    数组pSrcA, pSrcB和pDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

公式描述：

for(n=0;n<numSamples; n++) {        

     pDst[(2*n)+0] = pSrcA[(2*n)+0] * pSrcB[(2*n)+0] - pSrcA[(2*n)+1] *pSrcB[(2*n)+1];        

     pDst[(2*n)+1] = pSrcA[(2*n)+0] * pSrcB[(2*n)+1] + pSrcA[(2*n)+1] *pSrcB[(2*n)+0];        

}   

函数定义如下：

voidarm_cmplx_mult_cmplx_q15(

  q15_t * pSrcA,

  q15_t * pSrcB,

  q15_t * pDst,

  uint32_t numSamples)

参数定义：

[in]  *pSrc   points to the complex input vector        

[out]  *pDst  pointsto the real output vector        

[in]  numSamples  number of complex samples in the inputvector  

注意事项：

1.    数组pSrcA, pSrcB和pDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

实验目的：

1. 学习ComplexMathFunctions中复数乘法的求解

实验内容：

       1. 按下按键K2, 串口打印函数DSP_CmplxMult的输出结果

实验现象：

       通过窗口上位机软件SecureCRT（V5光盘里面有此软件）查看打印信息现象如下：

程序设计：

1. /*
   
2. *********************************************************************************************************
   
3. *    函 数 名: DSP_CmplxMult
   
4. *    功能说明: 复数乘法
   
5. *    形    参：无
   
6. *    返 回 值: 无
   
7. *********************************************************************************************************
   
8. */
   
9. static void DSP_CmplxMult(void)
   
10. {
    
11.      uint8_t i;
    
12.      float32_t pSrcA[10] = {1.1f, 1.2f, 2.1f, 2.2f, 3.1f, 3.2f, 4.1f, 4.2f, 5.1f, 5.2f};
    
13.      float32_t pSrcB[10] = {1.2f, 1.2f, 2.2f, 2.2f, 3.2f, 3.2f, 4.2f, 4.2f, 5.2f, 5.2f};
    
14.      float32_t pDst[10];
    
15.    
    
16.      q31_t pSrcA1[10] = {1*268435456, 1*268435456, 2*268435456, 2*268435456, 3*268435456, 3*268435456,
    
17.                          4*268435456, 4*268435456, 5*268435456, 5*268435456};
    
18.      q31_t pSrcB1[10] = {1*268435456, 1*268435456, 2*268435456, 2*268435456, 3*268435456, 3*268435456,
    
19.                          4*268435456, 4*268435456, 5*268435456, 5*268435456};
    
20.      q31_t pDst1[10];
    
21.    
    
22.      q15_t pSrcA2[10] = {5000, 10000, 15000, 20000, 25000,  5000, 10000, 15000, 20000, 25000};
    
23.      q15_t pSrcB2[10] = {6000, 11000, 15000, 20000, 25000,  5000, 10000, 15000, 20000, 25000};
    
24.      q15_t pDst2[10];
    
25.    
    
26.      /***浮点数乘法*******************************************************************************/
    
27.      arm_cmplx_mult_cmplx_f32(pSrcA, pSrcB, pDst, 5);
    
28.      for(i = 0; i < 5; i++)
    
29.      {
    
30.          printf("pDst[%d] = %f %fj\r\n", i, pDst[2*i], pDst[2*i+1]);
    
31.      }
    
32.    
    
33.      /***定点数乘法Q31*******************************************************************************/
    
34.      arm_cmplx_mult_cmplx_q31(pSrcA1, pSrcB1, pDst1, 5);
    
35.      for(i = 0; i < 5; i++)
    
36.      {
    
37.          printf("pDst1[%d] = %d %dj\r\n", i, pDst1[2*i], pDst1[2*i+1]);
    
38.      }
    
39.    
    
40.      /***定点数乘法Q15*******************************************************************************/
    
41.      arm_cmplx_mult_cmplx_q15(pSrcA2, pSrcB2, pDst2, 5);
    
42.      for(i = 0; i < 5; i++)
    
43.      {
    
44.          printf("pDst1[%d] = %d %dj\r\n", i, pDst2[2*i], pDst2[2*i+1]);
    
45.      }
    
46. }

18.3  复数乘实数 ComplexMultComplex
18.3.1  arm_cmplx_mult_cmplx_f32

公式描述：

for(n=0;n<numSamples; n++) {        

     pCmplxDst[(2*n)+0] = pSrcCmplx[(2*n)+0] *pSrcReal[n];        

     pCmplxDst[(2*n)+1] = pSrcCmplx[(2*n)+1] *pSrcReal[n];        

}   

函数定义如下：

void arm_cmplx_mult_real_f32(

  float32_t * pSrcCmplx,

  float32_t * pSrcReal,

  float32_t * pCmplxDst,

  uint32_t numSamples)

参数定义：

     [in] *pSrcCmplx   points to the complexinput vector        

     [in] *pSrcReal     points to the realinput vector        

     [out] *pCmplxDst  points to the complexoutput vector        

     [in] numSamples  number of samples ineach vector

注意事项：

    1.    数组pSrcCmplx, pCmplxDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

公式描述：

for(n=0;n<numSamples; n++) {        

     pCmplxDst[(2*n)+0] = pSrcCmplx[(2*n)+0] *pSrcReal[n];        

     pCmplxDst[(2*n)+1] = pSrcCmplx[(2*n)+1] *pSrcReal[n];        

}  

函数定义如下：

voidarm_cmplx_mult_real_q31(

  q31_t * pSrcCmplx,

  q31_t * pSrcReal,

  q31_t * pCmplxDst,

  uint32_t numSamples)

参数定义：

    [in]  *pSrcCmplx   points to the complex input vector        

    [in]  *pSrcReal     points to the real input vector        

    [out]  *pCmplxDst  points to the complex output vector        

    [in]  numSamples  number of samples in each vector

注意事项：

    1.    数组pSrcCmplx, pCmplxDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

公式描述：

for(n=0; n<numSamples; n++) {        

     pCmplxDst[(2*n)+0] = pSrcCmplx[(2*n)+0] *pSrcReal[n];        

     pCmplxDst[(2*n)+1] = pSrcCmplx[(2*n)+1] *pSrcReal[n];        

}

函数定义如下：

voidarm_cmplx_mult_real_q15(

  q15_t * pSrcCmplx,

  q15_t * pSrcReal,

  q15_t * pCmplxDst,

  uint32_t numSamples)

参数定义：

    [in]  *pSrcCmplx   points to the complex input vector        

    [in]  *pSrcReal     points to the real input vector        

    [out]  *pCmplxDst  points to the complex output vector        

    [in]  numSamples  number of samples in each vector

注意事项：

    1.    数组pSrcCmplx, pCmplxDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

实验目的：

    1. 学习ComplexMathFunctions中复数乘法的求解

实验内容：

           1. 按下按键K3, 串口打印函数DSP_CmplxMultReal的输出结果

实验现象：

           通过窗口上位机软件SecureCRT（V5光盘里面有此软件）查看打印信息现象如下：

程序设计：

1. /*
   
2. *********************************************************************************************************
   
3. *    函 数 名: DSP_CmplxMultReal
   
4. *    功能说明: 复数乘实数
   
5. *    形    参：无
   
6. *    返 回 值: 无
   
7. *********************************************************************************************************
   
8. */
   
9. static void DSP_CmplxMultReal(void)
   
10. {
    
11.      uint8_t i;
    
12.      float32_t pSrcCmplx[10] = {1.1f, 1.2f, 2.1f, 2.2f, 3.1f, 3.2f, 4.1f, 4.2f, 5.1f, 5.2f};
    
13.      float32_t pSrcReal[5] = {1.2f, 1.2f, 2.2f, 2.2f, 3.2f};
    
14.      float32_t pCmplxDst[10];
    
15.    
    
16.      q31_t pSrcCmplx1[10] = {1*268435456, 1*268435456, 2*268435456, 2*268435456, 3*268435456, 3*268435456,
    
17.                          4*268435456, 4*268435456, 5*268435456, 5*268435456};
    
18.      q31_t pSrcReal1[10] = {1*268435456, 1*268435456, 2*268435456, 2*268435456, 3*268435456};
    
19.      q31_t pCmplxDst1[10];
    
20.    
    
21.      q15_t pSrcCmplx2[10] = {14000, 16000, 20000, 20000, 30000, 31000, 12000, 13000, 14000, 25000};
    
22.      q15_t pSrcReal2[10] =  {15000, 17000, 20000, 20000, 30000};
    
23.      q15_t pCmplxDst2[10];
    
24.    
    
25.      /***浮点数*******************************************************************************/
    
26.      arm_cmplx_mult_cmplx_f32(pSrcCmplx, pSrcReal, pCmplxDst, 5);
    
27.      for(i = 0; i < 5; i++)
    
28.      {
    
29.          printf("pCmplxDst[%d] = %f %fj\r\n", i, pCmplxDst[2*i], pCmplxDst[2*i+1]);
    
30.      }
    
31.    
    
32.      /***定点数Q31*******************************************************************************/
    
33.      arm_cmplx_mult_cmplx_q31(pSrcCmplx1, pSrcReal1, pCmplxDst1, 5);
    
34.      for(i = 0; i < 5; i++)
    
35.      {
    
36.          printf("pCmplxDst1[%d] = %d %dj\r\n", i, pCmplxDst1[2*i], pCmplxDst1[2*i+1]);
    
37.      }
    
38.    
    
39.      /***定点数Q15*******************************************************************************/
    
40.      arm_cmplx_mult_cmplx_q15(pSrcCmplx2, pSrcReal2, pCmplxDst2, 5);
    
41.      for(i = 0; i < 5; i++)
    
42.      {
    
43.          printf("pCmplxDst2[%d] = %d %dj\r\n", i, pCmplxDst2[2*i], pCmplxDst2[2*i+1]);
    
44.      }
    
45. }

18.4        总结
本期教程就跟大家讲这么多，有兴趣的可以深入研究下算法的具体实现。