处理器中的浮点除法和平方根运算算法

硬件设计中发展了许多除法运算算法,各算法在商收敛性速度、基本硬件单元和数学公式等许多方面均不相同。通过对现在较流行的浮点除法和平方根运算算法进行介绍,分析各浮点除法和平方根运算算法的思路和适合的不同场合,比较各自的优缺点。举例说明LSFT32处理器中浮点除法算法的选择。只有当算法的思路及其特点与运算器的结构相匹配时才能充分发挥速度和规模的优势,所选用的算法才是有意义的。     

浮点数学函数异常处理方法

异常会造成程序错误,实现完全没有异常的浮点计算软件也很艰难,因此,实现有效的异常处理方法很重要.但现有的异常处理并不针对浮点运算,并且研究重点都集中在整数溢出错误上,而浮点类型运算降低了整数溢出存在的可能.针对上述现象,面向基于汇编实现的数学函数,提出了一种针对浮点运算的分段式异常处理方法.通过将异常类型映射为64位浮点数,以核心运算为中心,将异常处理过程分为3个阶段:输入参数检测(处理INV异常)、特定代码检测(处理DZE异常和INF异常)以及输出结果检测(处理FPF异常和DNO异常),并从数学运算的角度对该方法采用分段式处理的原因进行了证明.实验将该方法应用于Mlib浮点函数库,对库中600多个面向不同平台的浮点函数进行了测试.测试结果表明:该方法能够将出现浮点异常即中断的函数个数从90%降到0%.同时,实验结果验证了该方法的高效性.     

高吞吐率浮点FFT处理器的FPGA实现研究

受浮点操作的长流水线延迟及FPGA片上RAM端口数目的限制,传统H可处理器的吞吐率通常只能达到每周期输出一个复数结果。本文用FPGA设计并实现了一种高吞吐率的IEEE754标准单精度浮点FFT处理器,通过改进蝶形计算单元的结构并重新组织FPGA片上RAM的访问,该处理器每周期平均可输出约两个复数计算结果,吞吐率约为传统FFT处理器吞吐率的两倍。对于1024点FFT变换,可在（512＋10）＊10=5220周期内完成。     

龙芯2号处理器功能部件设计

功能部件是处理器中进行指令运算的核心单元，它的算法及其实现直接影响到处理器的总体性能．介绍了龙芯2号处理器的功能部件，探讨了从算法到物理设计等不同层次的功能部件设计方法．龙芯2号功能部件分为两个定点ALU和两个浮点ALU实现，除实现完整的MIPS定、浮点指令集外，还实现了龙芯2号类MMX自定义多媒体指令集以及定点操作在浮点部件（FPU）中的数据通路复用．龙芯2号浮点部件遵照IEEE754和MIPS相关标准，浮点加法4拍完成，浮点乘法5拍完成，浮点除法4～17拍完成．物理设计支持0．18μm工艺下主频500MHz的标准单元实现，浮点单精度峰值性能达到2GFLOPS．双精度峰值性能达到1GFLOPS．     

C语言中浮点数的存储格式及其有效数字位数

总结了C语言中的单精度型（float）、双精度型（double）和长双精度（long double）浮点数的存储格式，并用简洁的C程序给出了验证；对其表示的十进制数的有效数字位数，从相对误差的角度，给出了判定方法及结论。     

浮点协处理器在嵌入式组合导航计算机中的应用研究

为了提高导航计算机的浮点运算性能,满足组合导航系统实时性的要求,在基于FPGA的嵌入式导航计算机中,利用新型FPGA的片内逻辑资源,设计出专门用于浮点运算的协处理器单元,实现了组合导航浮点运算的硬件执行。为了使浮点运算协处理器的性能充分发挥,对组合导航软件的代码进行了优化。实现了嵌入式导航计算机硬件和软件性能同步提高。使用真实导航数据进行了测试,结果表明,系统的浮点运算性能大大提升,达到了预期的实时性能改善效果。     

基于编译时插桩的浮点异常检测方法

浮点数是实数的有限精度编码,在进行浮点计算时,可能会导致不精确或者异常的结果,因此实现有效的浮点异常检测方法很重要。现有异常检测方法不面向浮点数学函数,由此提出了一种面向浮点数学函数的异常检测方法。该方法依据IEEE-754标准中定义的上溢出、下溢出、被零除、无效操作和不精确5类异常,并结合申威高性能数学函数库中使用的浮点控制寄存器FPCR和IEEE-754标准定义的浮点异常产生条件的相关理论,通过将异常类型和浮点运算指令进行对应分类,在程序编译时进行插桩以检测出浮点数学函数中出现的异常,同时记录代码覆盖率。最后将该方法应用于数学函数库,对库中100多个浮点数学函数进行了测试实验。实验结果表明,该浮点异常检测方法能够有效检测各类异常。     

基于改进4—2压缩结构的32位浮点乘法器设计

本文介绍一种用于高性能DSP的32位浮点乘法器设计,通过采用改进Booth编码的树状4-2压缩器结构,提高了速度,降低了功耗,该乘法器结构规则且适合于VLSI实现,单个周期内完成一次24位整数乘或者32位浮点乘。整个设计采用Verilog HDL语言结构级描述,用0.25um单元库进行逻辑综合.完成一次乘法运算时间为24.30ns.     

流水线向量机浮点运算精度控制

本文在深入分析ＣＲＡＹ类巨型机浮点运算精度的基础上，设计了精度更高的流水线向量机浮点支运算精度控制方案。     

关于Excel中小数计算的探讨

结合一个电子表格实例,探讨了Excel函数和公式中存在的小数计算误差问题,根据浮点数在计算机中的处理原理分析了误差产生的根本原因,提出了在公式设计中避免此类问题的三种方法。