浮點(diǎn)指數(shù)類超越函數(shù)的運(yùn)算算法研究與硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、作者結(jié)合國(guó)家“十五”預(yù)研課題(編號(hào)41308010307)，完成了32位CISC微處理器“龍騰”C1浮點(diǎn)處理單元的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證工作?！褒堯v”C1微處理器在指令集和接口時(shí)序上與Intel486DX2兼容，已作為微處理器IP核應(yīng)用于SoC芯片“龍騰”S1中。 論文主要工作如下：1.參與設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了“龍騰”C1的浮點(diǎn)處理單元。主要負(fù)責(zé)了整個(gè)浮點(diǎn)處理單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，浮點(diǎn)接口單元的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，以及部分浮點(diǎn)算法的分析與實(shí)現(xiàn)。目前以“龍騰”C1

2、為核心的SoC芯片—“龍騰”S1已經(jīng)采用SMIC0.18umCMOS工藝成功流片。 2.研究和分析了目前常見(jiàn)的指數(shù)函數(shù)算法，包括查找表法，多項(xiàng)式擬合法，基于查找表的多項(xiàng)式擬合法，Digit-by-digit算法和CORDIC算法。 3.重點(diǎn)分析了J.S.Walther的經(jīng)典CORDIC算法，并結(jié)合“龍騰”C1浮點(diǎn)處理單元對(duì)面積、速度和精度的具體要求，對(duì)CORDIC算法進(jìn)行了推導(dǎo)，得到了一種適合“龍騰”C1的CORDIC算

3、法，并確定了該算法的硬件實(shí)現(xiàn)步驟，即旋轉(zhuǎn)變換次序、數(shù)值表示方法和迭代流程，從而可以用較低的硬件代價(jià)來(lái)達(dá)到比較高的運(yùn)算精度。這種方法可以實(shí)現(xiàn)包括指數(shù)函數(shù)在內(nèi)的所有常見(jiàn)超越函數(shù)的計(jì)算，作者主要就CORDIC實(shí)現(xiàn)指數(shù)函數(shù)進(jìn)行了討論。 4.完成了浮點(diǎn)處理單元的數(shù)據(jù)通路設(shè)計(jì)，包括尾數(shù)部件和指數(shù)部件。 5.完成了浮點(diǎn)處理單元的模塊級(jí)和系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證，F(xiàn)PGA調(diào)試以及整個(gè)設(shè)計(jì)的集成。 目前，基于“龍騰”S1芯片的PC104工控機(jī)主