MIPS架构处理器对QNAN的处理与浮点异常

"STM32F103xx微控制器用户手册中文版，专注于永磁同步电机(PMSM)的FOC软件库" 标题和描述提到的知识点主要涉及到浮点处理单元（FPU）中的静默非数值（QNAN）概念及其在MIPS32架构中的处理方式。 QNAN，即静默非数字（Quiet Not-a-Number），是浮点计算中的一种特殊值，用于表示无效或不可用的数据。当计算过程中出现除零、溢出或其他非法操作时，可能会生成QNAN。与信号非数字（SNaN）不同，QNAN不会引发浮点异常，而是无噪音地传递诊断信息，允许程序继续执行而不中断。QNAN的目的是在浮点运算和格式转换中保留错误信息，以便在需要时进行调试。 在MIPS32架构中，QNANs的处理遵循一定的规则。当QNAN作为操作数参与运算时，不会触发异常，而是返回一个QNAN结果。如果可能，这个结果会是输入QNAN值之一。在某些情况下，如没有QNAN输入操作数的无效操作，处理器可能会创建新的QNAN值。表6.3列出了这些情况下的QNAN生成规则，特别是在定点格式转换中，为了满足IEEE标准，这些值会被转换为“整数QNAN”。 此外，当CPU在硬件层面处理NAN时，如果选择了传递输入NAN操作数到指令输出而不是触发未使用的浮点异常，并且FCSR（浮点控制状态寄存器）的NAN2008位设置为1，那么输入NAN操作数的尾数部分会被尽可能地保留。这意味着，如果输入是一个QNAN，它的尾数将原封不动地传递到输出。 表6.3提供了新QNAN值的具体二进制表示，根据FCSR的不同设置（NAN2008 = 0或NAN2008 = 1），对于单精度和双精度浮点，以及不同类型的定点格式，都有对应的QNAN生成规则。 总结来说，QNAN在MIPS32架构中的处理涉及到浮点运算的异常处理机制，以及如何在不同的计算和格式转换场景下保留错误信息。这对于理解和优化在STM32F103xx微控制器上运行的涉及浮点计算的程序，尤其是永磁同步电机的FOC（磁场定向控制）软件库，具有重要的实际意义。