[發明專利]快速反正切計算預處理和后處理的方法

在審

• 申請號: 201410616359.1
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104732056A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: R.M.蘭塞姆
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 譚華

技術領域

本發明總地涉及一種計算反正切的方法，并更具體地說，涉及用于快速反正切計算的數據的預處理和后處理。

背景技術

在各種車輛系統的控制過程中，車輛控制器經常需要計算反正切。例如，車輛控制器可能需要計算反正切，以便正確控制混合動力車輛的電馬達。

反正切僅可以在360°角度圓的45°圓缺上計算。于是，用于計算反正切值的任何x值輸入和y值輸入必須從初始八分圓(即，初始45°圓缺)調整到圓的與其中可以計算反正切的45°圓缺對應的圓缺上。在計算反正切的數字值之后，必須調整回到圓的初始八分圓上。

發明內容

提供了一種計算通過笛卡爾坐標系的y值和x值定位在平面上的點的反正切的方法。該方法包括編碼索引的y位以指示y值的符號，并編碼索引的x位以指示x值的符號。表示y值的二進制值的符號位被去除以定義凈值的(cleared)y值，且表示x值的二進制值的符號位被去除以定義凈值的x值。當凈值的x值等于或小于凈值的y值時，通過將凈值的x值除以凈值的y值來計算反正切計算輸入自變量。然后計算輸入自變量的反正切以定義計算的反正切輸出值。當凈值的x值大于凈值的y值時，凈值的x值與凈值的y值交換，以定義交換的x值，并且凈值的y值與凈值的x值交換，以定義交換的y值。索引的交換位被編碼以指示凈值的x值和凈值的y值被交換以分別定義交換的x值和交換的y值。當凈值的x值大于凈值的y值時，反正切計算輸入自變量通過將交換的x值除以交換的y值而計算。輸入自變量的反正切然后被計算以定義計算的反正切輸出值。基于索引的被編碼的x位、被編碼的y位和被編碼的交換位，從角度調節表中查找圓缺底角。從被編碼到提取的圓缺底角中的反向位提取數值符號。來自圓缺底角的反向位的數值符號被應用于計算的反正切輸出值，以定義校正的反正切值，并且圓缺底角的反向位被清除，以定義凈值的圓缺底角。校正的反正切值加到凈值的圓缺底角上，以定義該點的反正切。

于是，被編碼到索引中的三個布爾運算位(即，y位、x位和交換位)被用于從查詢表(即角度調節表)獲取編碼值，該編碼值被用于顛倒和調節從反正切計算輸出的計算數值。這使得與反正切計算相關的預處理和后處理的時間最小化，由此改善了處理速度。

還提供了一種計算通過笛卡爾坐標系的x值和y值定位在平面上的點的反正切的方法，所述方法包括：在控制器的存儲器內建立索引，其中，所述索引包括3位二進制值；編碼所述索引的y位，以指示所述y值的符號；編碼所述索引的x位，以指示所述x值的符號；清除表示所述y值的二進制值的符號位以定義凈值的y值；清除表示所述x值的二進制值的符號位以定義凈值的x值；將凈值的x值與凈值的y值相比較，以確定凈值的x值是否大于凈值的y值，或者凈值的x值是否等于或小于凈值的y值；當凈值的y值等于零時返回等于零的計算的反正切輸出值；當凈值的x值等于或小于凈值的y值時，計算所述凈值的x值除以凈值的y值的商的反正切以定義計算的反正切輸出值；當凈值的x值大于凈值的y值時，交換所述凈值的x值與凈值的y值，以定義交換的x值，并且交換凈值的y值與凈值的x值，以定義交換的y值；編碼索引的交換位，以指示凈值的x值和凈值的y值被交換以分別定義交換的x值和交換的y值；當凈值的x值大于凈值的y值時計算交換的x值除以交換的y值的商的反正切以定義計算的反正切輸出值；基于索引的被編碼的x位、被編碼的y位和被編碼的交換位，從角度調節表查詢圓缺底角；從被編碼在圓缺底角中的反向位提取數字符號；將來自反向位的提取的數字符號應用到計算的反正切輸出值，以定義校正的反正切值；清除提取的圓缺底角的反向位，以定義凈值的圓缺底角；以及將校正的反正切值加到凈值的圓缺底角上以定義所述點的反正切。

所述圓缺底角的反向位被編碼到表示圓缺底角的32位浮點數的位12或位13中的一個中。

所述角度調節表是被參考以計算所述點的反正切的唯一查詢表。

所述x位、y位和交換位被預先移位，用作用于包含32位數據的表的表查詢索引。

x位、y位和交換位被分別編碼到索引的第二位、第三位和第四位中。

清除表示y值的二進制值的符號位被進一步定義為利用整數運算清除表示y值的二進制值的符號位，且其中，清除表示x值的二進制值的符號位以定義凈值的x值被進一步定義為利用整數運算清除表示x值的二進制值的符號位。

將凈值的x值與凈值的y值相比較被進一步定義為利用整數運算將凈值的x值與凈值的y值相比較。

從反向位提取數字符號被進一步定義為利用整數運算從反向位提取數字符號。