有符号/无符号整数、浮点数表示，移位操作，精度截取/扩展

最新推荐文章于 2024-09-08 20:36:17 发布
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文章标签： c/c++
博客提及标题中描述的是C语言面临的最基本问题，强调这些问题需最先弄清楚，聚焦于C语言基础内容。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

标题中描述的内容是C语言中面临的最基本问题，这些是需要最先弄清楚的。

浮点数移位操作和类型转换问题
weixin_33858336的博客
04-01 1228
今天遇到了一些坑，之前自己用移位后的int结果不对；然后改为原始的double就可以；今天硬着头皮才知道自己犯了很多错误！ 之前的代码：Mat[]为double类型 y0 = (RegionInfoList[i].minx*Mat[3] - RegionInfoList[i].miny*Mat[0] - (Mat[2] * Mat[3] - Mat[0] * Mat[5])) / (Mat[1...
c语言浮点数乘法算法,单精度浮点数乘法的实现
weixin_39977586的博客
05-18 2212
按：计算机组成课程第四周作业算法证明 图表 1 浮点数的表示浮点数的表示如上图所示，我们要做的是将按如上方式存储的两个浮点数相乘，将其结果用如上的方式表示。符号位只是两者的异或，指数位基本上是两指数的相加，而尾数位就需要在正常的乘法之余考虑到移位(和随之而来的指数为的溢出)和进位的情况。下面就来讨论一下尾数的运算：在尾数前补上1，进行无符号数乘法。小数点仅作为算法分析时的记号，实际上不...
移位操作 浮点数_一个关于Go移位操作的细节
weixin_39668408的博客
12-04 588
先看一段代码：编译之，得到如下出错信息：./aa.go:12:20: invalid operation: 1 << n (shift of type float32)./aa.go:13:17: invalid operation: 1 << n (shift of type float32)为什么foo函数编译没问题，但是bar函数编译却通不过呢？两者代码中唯一的差别就...
【0x03】浮点数运算
weixin_41687289的博客
11-10 659
基本规则 浮点数不能作位运算和移位运算。浮点数是不精确的。 浮点数在运算过程中得不到精确的结果，所以我们比较两个浮点数大小是否相等的策略是看他们的差的绝对值是不是比一个特别小的数还要小。 类型提升 整数和浮点数进行运算，整数自动提升类型为浮点数。 double c = 1 + 5.2; //1会提升为1.0 double c = 1.0 + 25/3; //25/3的结果是8，8提升到8.0+1....
S7-200PLC双精度浮点数转换为整形.pdf
08-08
9. 算法的精度与优化：提出的算法通过直接整数截取法实现双精度浮点数取整，该方法适合指数不超过30的情况，最大截取误差为±1。算法还包含通过判断第一小数位来实现四舍五入，使最大截取误差降至±0.5。 10. 实际...
Verilog 实现IEEE 754标准单精度浮点数运算器
yunhaigushu的博客
09-08 4503
该浮点数单元参考了《计算机组成原理》和网上有关IEEE 754标准的相关资料，设计比较简单，且只能保证综合前仿真正确，时序和面积并未优化，后端肯定无法通过。在算法上，有几个问题需要明确一下：首先是在加减操作时，有时可能与matlab结果有一点点区别（见结果分析，B= 0时），这是因为在尾数相加后，固定有一步右移升阶一位的操作，可能matlab的并没有这部操作，可能造成一些精度丢失，但几乎不影响结果。其次，为了硬件简单，并未引入非规格数。
十进制浮点数-半精度二进制浮点数转换MATLAB代码
qq_34365687的博客
05-12 3028
最近设计用到了十进制浮点数->半精度二进制浮点数的大批量转换，发现没有现成的转换代码，就根据原理用matlab撸了一个，与在线转换器对比暂时没有发现bug，通过写blog的方式debug（小黄鸭调试法），也欢迎大家帮我找茬，一起debug. 半精度浮点数数据格式16bit，遵循IEEE754的标准，1bit符号位，5bit阶码，10bit尾数。 关于浮点数的计算可以看下面这个blog，写的很详细： https://blog.youkuaiyun.com/fwb330198372/article/details/
单精度浮点数乘法的实现
星声如沸
03-23 1万+
按：计算机组成课程第四周作业 算法证明 图表 1       浮点数的表示 浮点数的表示如上图所示，我们要做的是将按如上方式存储的两个浮点数相乘，将其结果用如上的方式表示。 符号位只是两者的异或，指数位基本上是两指数的相加，而尾数位就需要在正常的乘法之余考虑到移位（和随之而来的指数为的溢出）和进位的情况。 下面就来讨论一下尾数的运算： 在尾数前补上1，进行无符号数乘法。
浮点数、位与操作符、移位操作符
weixin_30530339的博客
08-21 1321
　　最近开始复习基础知识，发现才看到浮点数就一大堆疑问，上网搜了一大堆不是这个错就是那个错，上机一验证发现都有问题，干脆自己整理整理这方面知识，因为是用代码验证的，所以又涉及到与位操作符和移位操作符的内容。 　　Visual C++中,float的32位这样分: 符号位(S)：1位 阶码(E)：8位 尾数(M)：23位 　　其中符号位就是正负号（float和double都是不能和...
C_无符号数和有符号数的左移和右移
热门推荐
优快云-MarkYang
02-22 2万+
今儿巩固下概念，转载下百度上找到的资料，加上了自己的理解，供参考 1       当左移移出的是“1”而不是0时，你该怎么想？ 2       当左移的操作数是一个sign型是，你该怎么想？ 3       在单片机中和在C语言中是完全一样的吗？ 4       左移与右移在内存中的关系？ 5       什么时候左移相当于乘2？ 6       有兴趣的话可以研究一下单片机汇编中的循
移位操作 浮点数_浮点数处理
weixin_39876450的博客
12-01 2699
> 由于知乎编辑器对markdown支持性问题，本文为直接上传markdown文档，格式混乱且图像不全，格式完整版请移步个人博客浮点数处理​qiankun214.github.io浮点数表达IEEE754标准是用于规范浮点数运算的IEEE标准，用于解决浮点数标准混乱的问题。其被认证后不久，几乎所有的处理器生产商都采用这一标准，极大的推动了软件的发展。浮点数存储的格式如下：浮点数由符号位，指数...
c语言 浮点数移位,c语言浮点数（float double）内存存储方式------移位存储
weixin_35120666的博客
05-21 2308
文章目录一、概述二、转换示例三、基于转换误差的思考四、为什么float有些时候表达的int数据不准确一、概述C语言中，对于浮点类型的数据采用单精度类型(float)和双精度类型(double)来存储，float数据占用32bit,double数据占用64bit, float遵从的是IEEE R32.24,而double 遵从的是R64.53。Float类型变量占4个字节，也就是32bit。单精度浮...
c语言 浮点数怎么移位操作,C 逻辑运算, 移位运算 , 取整 , 取模(取余)
weixin_26706567的博客
05-22 695
检测Xcode是否有问题之前的XCode中毒事件闹得沸沸扬扬,在网上找到检测XCode完整性的方式,有需要的小伙伴试试吧.忘记哪里转的了,愧对原创者 在终端输入spctl命令,并带上安装的Xcode的路径: spct ...intellij自动缩进排版用鼠标选中需要缩进的代码块,然后输入命令 ctrl+alt+i ref: http://stackoverflow.com/question...
有符号数、无符号数、浮点数的理解
weixin_38498050的博客
07-26 8595
初学计算机的时候，我们就被告知，计算机只能理解0和1，任何东西都是由0和1编码组成。本文针对二进制数字是如何组成有意义的数字，涉及到的编码形式进行理解，主要集中在三个概念：有符号数、无符号数、浮点数。虽然这些知识点可能在实际工作当中真正派上用场的场合并不多，但是对于计算机是如何联系真实世界的理解，还是很有意义的。本文通篇都是围绕一个问题进行展开：如何对十进制数字进行编码，转化为计算机能够存储、传输的二进制数字？ 一.原码和补码 首先是原码和补码的这两个比较基础的概念，原码是计算机中二进制表示数字的一种非常自
2.3浮点数的表示与运算
FuckerGod的博客
09-21 904
脑图 一些概念和错题知识点整理 IEEE754中短浮点数和长浮点数都采用隐含尾数最高位的方法，因此可以多表示一位尾数。临时浮点数又称扩展精度浮点数，无隐含位。（若题目没有明确说明，则都没有隐藏位） 采用规格化的浮点数最主要是为了增加数据的表示精度 假设机器数采用反码表示，当机器数为负时，左移时最高数位丟0，结果出错；右移时最低数位丟0，影响精度 在算术移位的情况下，补码左移的前提条件是其原最高有效位与原符号位要相同 在算术移位的情况下，双符号位的移位操作只有低符号位需要参加移位操作 舍入不一定产生误差，
FPGA 定点数转单精度浮点数
最新发布
04-01
<think>好的，用户的问题是关于如何在FPGA中实现定点数到单精度浮点数的转换。我需要结合用户提供的引用内容来构建一个准确且结构清晰的回答。首先，我需要回顾一下用户提供的引用，尤其是引用[2]、[3]、[4]、[5]，因为这些直接涉及FPGA中的定点数和浮点数转换以及相关实现。 首先，根据引用[2]，单精度浮点数的结构是32位，分为符号位S（1位）、指数位E（8位）和尾数M（23位），遵循IEEE 754标准。引用[3]详细说明了定点数的类型，包括定点整数和定点小数，并提到它们在图像处理和信号处理中的应用。引用[4]和[5]则提供了Verilog实现的例子和仿真文件，说明转换的步骤可能涉及到移位、规范化、指数计算和尾数处理等。 接下来，我需要将这些信息整合成一个步骤化的实现方法。首先需要确定定点数的格式，比如是定点整数还是定点小数，以及它们的位宽和小数点位置。然后，处理符号位，将定点数转换为绝对值形式，并记录符号。接下来是找到最高有效位的位置，这可能需要使用前导零检测或移位操作，这在引用[5]的仿真中可能有所体现。然后，通过左移或右移将数值规范化为1.M的形式，并计算指数值，考虑偏移量127。尾数部分需要截断或四舍五入到23位。最后，组合符号位、指数和尾数，形成最终的32位单精度浮点数。 此外，需要考虑FPGA实现中的优化策略，比如流水线设计、资源复用和精度控制，这些在引用[4]中提到时序和面积未优化，但用户可能需要了解这些优化方法。应用场景方面，引用[3]提到图像和信号处理，所以需要指出这些领域的具体应用。 用户可能还想知道如何处理不同位宽的定点数，或者在转换过程中如何处理溢出和精度损失的问题。此外，Verilog代码示例可能对用户有帮助，但引用[4]和[5]的代码可能不够详细，需要简要说明关键步骤而不是提供完整代码。 最后，生成的相关问题应该覆盖性能优化、应用场景、精度影响以及与双精度的区别，这些都可以从引用中找到依据。比如引用[1]比较了定点和浮点的选择，引用[2]和[5]提到双精度的结构差异，所以相关问题可以围绕这些点展开。</think>### FPGA定点数转单精度浮点数实现方法 在FPGA中实现定点数到单精度浮点数（IEEE 754标准）的转换，需遵循以下步骤： --- #### **1. 确定定点数格式** - **定点数类型**：明确是定点整数（如$Q_m.n$格式，小数点在最右侧）还是定点小数（如$Q_m.n$，小数点固定在某位）[^3]。 - **位宽**：例如32位定点整数，或16位定点小数。 - **符号处理**：若为有符号数，需提取符号位$S$（最高位），并将数值转换为绝对值形式。 --- #### **2. 数值规范化** - **找到最高有效位（MSB）**： - 对无符号定点数，检测第一个非零位的位置（例如使用前导零检测模块）。 - 对有符号数，需先取绝对值再进行检测。 - **左移/右移操作**： - 通过移位操作将数值规范化为$1.M$的形式（隐含前导1）。 - 例如：定点数$1010.1101$ → 规范化后为$1.0101101 \times 2^3$，需左移3位。 --- #### **3. 计算指数$E$和尾数$M$** - **指数计算**： - 指数值$E_{\text{raw}} = \text{移位数} + \text{偏移量}$，单精度偏移量为$127$。 - 例如移位数$3$，则$E = 3 + 127 = 130$，二进制为$10000010$。 - **尾数截取**： - 保留规范化后的23位尾数（隐含前导1不存储）。 - 若尾数超过23位，需截断或四舍五入处理[^2][^5]。 --- #### **4. 组合结果** 将符号位$S$（1位）、指数$E$（8位）、尾数$M$（23位）按顺序拼接为32位单精度浮点数： $$S \quad E[7:0] \quad M[22:0]$$ --- #### **FPGA实现优化** 1. **流水线设计**：将移位、指数计算、尾数处理分为多级流水线，提高时钟频率。 2. **资源复用**：使用共享逻辑处理符号位和绝对值转换[^4]。 3. **精度控制**：通过添加舍入位（如保护位、舍入位、粘滞位）减少截断误差。 --- #### **应用场景** - **图像处理**：如定点滤波后的浮点格式存储。 - **信号处理**：FFT运算中定点数据与浮点算法的混合计算[^1]。 --- #### **Verilog关键代码片段** ```verilog // 符号位提取与绝对值处理 assign sign = (fixed_point < 0) ? 1'b1 : 1'b0; assign abs_value = (sign) ? -fixed_point : fixed_point; // 前导零检测模块（假设32位定点整数） leading_zero_detector lzd(.in(abs_value), .count(shift_amount)); // 规范化与尾数截取 wire [31:0] shifted_value = abs_value << shift_amount; assign mantissa = shifted_value[30:8]; // 取23位尾数（隐含前导1） // 指数计算 assign exponent = 127 + (31 - shift_amount); // 偏移调整 ``` --- ###
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