單、雙、擴(kuò)展精度自適應(yīng)浮點(diǎn)乘、除和開(kāi)方運(yùn)算單元的實(shí)現(xiàn).pdf

1、在當(dāng)代的處理器設(shè)計(jì)中，通常使用專用部件來(lái)進(jìn)行浮點(diǎn)計(jì)算，即浮點(diǎn)運(yùn)算單元(FPU)。高精度計(jì)算、圖形加速、數(shù)字信號(hào)處理等應(yīng)用對(duì)浮點(diǎn)處理的要求越來(lái)越高，因此，F(xiàn)PU也成為當(dāng)代微處理器中一個(gè)重要組成部分。由于集成電路技術(shù)的發(fā)展，芯片的集成密度大大提高，浮點(diǎn)運(yùn)算能力成為繼頻率后評(píng)價(jià)CPU性能的又一重要指標(biāo)。浮點(diǎn)運(yùn)算能力的高低不僅決定了該CPU的性能，而且決定了該CPU的應(yīng)用領(lǐng)域，如何提高FPU的性能早已成為一個(gè)重要的研究課題。
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2、從浮點(diǎn)格式標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，分析了浮點(diǎn)乘、除和開(kāi)方的運(yùn)算原理和計(jì)算公式，并在深入研究了基于牛頓迭代的Goldschmidt算法之后，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了高速浮點(diǎn)除法和開(kāi)方運(yùn)算單元，并成功的將浮點(diǎn)乘法運(yùn)算融入其中，實(shí)現(xiàn)了乘法器的復(fù)用。本文所設(shè)計(jì)單元，支持單、雙、擴(kuò)三種浮點(diǎn)精度格式，除法運(yùn)算分別需要15、19、23個(gè)周期，開(kāi)方運(yùn)算分別需要19、26、34個(gè)周期，乘法運(yùn)算無(wú)論何種精度均只需5周期。在功能上，該單元可以完成浮點(diǎn)乘、除和開(kāi)方等多種運(yùn)算。在硬件實(shí)現(xiàn)