基于FPGA的FPU設計研究.pdf

1、隨著集成電路技術的發(fā)展，處理器的集成度越來越高，功能越來越強大。但是處理器在浮點處理方面一直沒有突破性進展，而浮點處理是高速高精度數(shù)據(jù)處理的關鍵技術，因此對浮點協(xié)處理器，即浮點處理單元(FPU,Floating-PointUnit)的研究顯得尤其重要。 本文介紹了FPU的發(fā)展歷史，體系結構和指令系統(tǒng)。重點是數(shù)據(jù)通道相關算法的研究和算法的硬件實現(xiàn)，同時對控制系統(tǒng)設計進行了研究。最后應用FPGA對設計進行實現(xiàn)。 在數(shù)據(jù)通道設

2、計中，提出了雙路徑的設計思想，實行指數(shù)和尾數(shù)并行處理。對浮點加法器采用三級流水線雙路徑結構，以及合并舍入邏輯、高速LOPV編碼電路、進位鏈優(yōu)化技術，大大提高了運算性能。乘法運算實現(xiàn)中增加編碼旁路邏輯，通過路徑均衡的辦法消除毛刺。在除和平方根運算實現(xiàn)中，引入了猜測邏輯和校正邏輯優(yōu)化查找表，通過Q和Q-1寄存器，利用相關算法消除了通常替代方法飛速商轉換的額外加法。最后介紹了利用Cordic算法對三角函數(shù)等超越函數(shù)進行實現(xiàn)。 在控制系