浮點(diǎn)三角類超越函數(shù)的算法研究及硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、計(jì)算機(jī)算術(shù)是微處理器運(yùn)算的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，其中一個(gè)非常重要的部分就是超越函數(shù)的計(jì)算問(wèn)題。超越函數(shù)包含了三角函數(shù)，反三角函數(shù)，指數(shù)函數(shù)以及對(duì)數(shù)函數(shù)。超越函數(shù)的值，通常需要無(wú)窮多個(gè)計(jì)算步驟才能求得。如何以合理的硬件代價(jià)，快速實(shí)現(xiàn)高精度的浮點(diǎn)超越函數(shù)，是高性能微處理器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。 本文來(lái)源于西北工業(yè)大學(xué)航空微電子中心承擔(dān)的國(guó)防“十五”預(yù)研課題(項(xiàng)目編號(hào)41308010307)，作者參與完成了PC104工控系統(tǒng)SoC芯片“龍騰S1”的

2、研制，負(fù)責(zé)完成了微處理器內(nèi)核中的浮點(diǎn)執(zhí)行單元的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證工作。 論文的主要工作如下：1.詳細(xì)分析了超越函數(shù)的實(shí)現(xiàn)算法，經(jīng)過(guò)分析比較，選擇采用HPCORDIC(HighPrecisionCOordinateRotationDigitalComputer，高精度坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算機(jī))算法作為龍騰S1中微處理器核的超越函數(shù)實(shí)現(xiàn)算法。 2.提出了“龍騰S1”中微處理器核的浮點(diǎn)執(zhí)行單元的總體結(jié)構(gòu)，并基于該結(jié)構(gòu)確定了HPCORDIC算

3、法實(shí)現(xiàn)三角類超越函數(shù)的詳細(xì)流程。 3.完成了浮點(diǎn)執(zhí)行單元的設(shè)計(jì)和編碼，并結(jié)合“龍騰S1”的驗(yàn)證計(jì)劃，使用代碼檢查、覆蓋率分析、時(shí)序分析、功能點(diǎn)驗(yàn)證和聯(lián)合驗(yàn)證的方式對(duì)浮點(diǎn)執(zhí)行單元進(jìn)行了充分的驗(yàn)證。 目前，“龍騰S1”系統(tǒng)芯片已經(jīng)成功流片，該芯片集成了486DX2兼容微處理器以及系統(tǒng)控制器和外設(shè)控制器、看門狗等。基于“龍騰S1”芯片的PC104工控機(jī)主機(jī)單板穩(wěn)定運(yùn)行了DOS6.22操作系統(tǒng)和典型應(yīng)用程序，并在某型號(hào)無(wú)人機(jī)飛行