计算机应用
計算機應用
계산궤응용
Journal of Computer Applications
2015年
7期
1854-1857,1887
,共5页
浮点除法器%Goldschmidt算法%倒数查找表%高性能除法器%数字信号处理
浮點除法器%Goldschmidt算法%倒數查找錶%高性能除法器%數字信號處理
부점제법기%Goldschmidt산법%도수사조표%고성능제법기%수자신호처리
floating point divider%Goldschmidt's algorithm%bipartite reciprocal table%high-performance divider%Digital Signal Processing (DSP)
针对双精度浮点除法通常运算过程复杂、延时较大这一问题,提出一种基于Goldschmidt算法设计支持IEEE-754标准的高性能双精度浮点除法器方法.首先,分析Goldschmidt算法运算除法的过程以及迭代运算产生的误差;然后,提出了控制误差的方法;其次,采用了较节约面积的双查找表法确定迭代初值,迭代单元采用并行乘法器结构以提高迭代速度;最后,合理划分流水站,控制迭代过程使浮点除法可以流水执行,从而进一步提高除法器运算速率.实验结果表明,在40 nm工艺下,双精度浮点除法器采用14位迭代初值流水结构,其综合cell面积为84902.261 8 μm2,运行频率可达2.2 GHz;相比采用8位迭代初值流水结构运算速度提高了32.73％,面积增加了5.05％;计算一条双精度浮点除法的延迟为12个时钟周期,流水执行时,单条除法平均延迟为3个时钟周期,与其他处理器中基于SRT算法实现的双精度浮点除法器相比,数据吞吐率提高了3～7倍;与其他处理器中基于Goldschmidt算法实现的双精度浮点除法器相比,数据吞吐率提高了2～3倍.
針對雙精度浮點除法通常運算過程複雜、延時較大這一問題,提齣一種基于Goldschmidt算法設計支持IEEE-754標準的高性能雙精度浮點除法器方法.首先,分析Goldschmidt算法運算除法的過程以及迭代運算產生的誤差;然後,提齣瞭控製誤差的方法;其次,採用瞭較節約麵積的雙查找錶法確定迭代初值,迭代單元採用併行乘法器結構以提高迭代速度;最後,閤理劃分流水站,控製迭代過程使浮點除法可以流水執行,從而進一步提高除法器運算速率.實驗結果錶明,在40 nm工藝下,雙精度浮點除法器採用14位迭代初值流水結構,其綜閤cell麵積為84902.261 8 μm2,運行頻率可達2.2 GHz;相比採用8位迭代初值流水結構運算速度提高瞭32.73％,麵積增加瞭5.05％;計算一條雙精度浮點除法的延遲為12箇時鐘週期,流水執行時,單條除法平均延遲為3箇時鐘週期,與其他處理器中基于SRT算法實現的雙精度浮點除法器相比,數據吞吐率提高瞭3～7倍;與其他處理器中基于Goldschmidt算法實現的雙精度浮點除法器相比,數據吞吐率提高瞭2～3倍.
침대쌍정도부점제법통상운산과정복잡、연시교대저일문제,제출일충기우Goldschmidt산법설계지지IEEE-754표준적고성능쌍정도부점제법기방법.수선,분석Goldschmidt산법운산제법적과정이급질대운산산생적오차;연후,제출료공제오차적방법;기차,채용료교절약면적적쌍사조표법학정질대초치,질대단원채용병행승법기결구이제고질대속도;최후,합리화분류수참,공제질대과정사부점제법가이류수집행,종이진일보제고제법기운산속솔.실험결과표명,재40 nm공예하,쌍정도부점제법기채용14위질대초치류수결구,기종합cell면적위84902.261 8 μm2,운행빈솔가체2.2 GHz;상비채용8위질대초치류수결구운산속도제고료32.73％,면적증가료5.05％;계산일조쌍정도부점제법적연지위12개시종주기,류수집행시,단조제법평균연지위3개시종주기,여기타처리기중기우SRT산법실현적쌍정도부점제법기상비,수거탄토솔제고료3～7배;여기타처리기중기우Goldschmidt산법실현적쌍정도부점제법기상비,수거탄토솔제고료2～3배.
