哪种方法可以处理嵌入式代码中的浮点异常？

Question

我正在开发一个安全关键的嵌入式程序（在C中），我希望使用IEEE 754浮点算法（使用NaN和Infs）进行工程计算。在这里，我有两种方法（afaik）来处理浮动 点异常：

如果发生任何异常，
• 进入永久性故障状态。从错误检测的角度来看，这可能更强大，但对容错/可用性不利。

• 忽略异常，并检查最终结果是否为有限数（sucsessfull计算）或NaN，inf（计算失败）。此解决方案具有更强的容错能力，但由于输出更具风险 可能不小心被排除在支票之外。

  1. 哪个是安全关键系统的更好解决方案？
  2. 还有其他选择吗？
  3. 如果计算的复杂性不允许第一个解决方案（我不能避免正常使用中的异常）是最终的检查还是其他方面我应该考虑？

Answer 1

1. 在安全关键系统中哪个更好取决于系统，没有更多信息就无法回答。

2. 另一种选择是设计浮点代码，以便不会出现不希望的行为（或者可以根据需要进行处理）并编写证明。

3. 通常，检查最终值不足以检测计算过程中是否发生异常或其他错误。

关于3，考虑到后续操作中各种异常结果可能会消失。当用作除数时，无穷大可以产生零。 NaN在一些最小或最大的实现中消失。 （例如，max(3, NaN)可能产生3而不是NaN。）分析代码可能（或可能不会）揭示在特定计算中这些事情是否可能。

但是，检查最终值的替代方法是检查异常标志。 IEEE 754的大多数实现都具有累积标志 - 一旦发生异常，其标志就会被提升并保持上升直到显式重置。因此，您可以在计算开始时清除标记并在结束时测试它们，并且，与测试最终值不同，这将保证您在发生异常后观察它们。