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《浮點(diǎn)指數(shù)類超越函數(shù)運(yùn)算算法的研究和硬件實(shí)現(xiàn)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要作者結(jié)合國家“十五”預(yù)研課題(編號41308010307)，完成了32位CISC微處理器“龍騰”C1浮點(diǎn)處理單元的設(shè)計與驗(yàn)證工作?！褒堯v"C1微處理器在指令集和接口時序上與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)計并實(shí)現(xiàn)了“龍騰”Cl的浮點(diǎn)處理單元。主要負(fù)責(zé)了整個浮點(diǎn)處理單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計，浮點(diǎn)接口單元的設(shè)計與實(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為核心的SoC芯片一“龍騰’’Sl已經(jīng)采用SMICO．18umCMOS
2、工藝成功流片。2．研究和分析了目前常見的指數(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)處理單元對面積、速度和精度的具體要求，對CORDIC算法進(jìn)行了推導(dǎo)，得到了一種適合“龍騰”C1的CORDIC算法，轉(zhuǎn)變換次序、數(shù)值表示方法和迭代流程，并確定了該算法的硬件實(shí)現(xiàn)步驟，即旋從而可以用較低的硬件代價來達(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)
3、的所有常見超越函數(shù)的計算，作者土要就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，包括尾數(shù)部件和指數(shù)部件。5．完成了浮點(diǎn)處理單元的模塊級和系統(tǒng)級驗(yàn)證，F(xiàn)PGA調(diào)試以及整個設(shè)計的集成。目前，基于“龍騰”S1芯片的PCI04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，并在某型號無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)中順利完成了應(yīng)用驗(yàn)證。關(guān)鍵詞：浮點(diǎn)處理單元，IEEE754，CISC，指數(shù)函數(shù)，CORDICAbstractTheworkofthisthesisissupported
4、bytheNationalAdvancedResearchProject(No．41308010307)．Theauthorparticipatesinthedesignandverificationofa32-bitCISCmicroprocessor‘‘Longtium’’C1．‘‘Longtium’’C1iscompatiblewithIntel486DX2instructionsetandhasbeenintegratedinto“Longtium”S1asanIPcore．Following
5、researchworkisincludedinthisthesis：1．TakepartinthedesignandimplementationofFPU(Floating-PointUnit)．TheauthorisreponsibleforthearchitecturedesignofFPUandtheimplementationofFIU(Floating-pointInterfaceUnit)．Somefloatingalgorithmsarealsoanalyzed．The‘'Longti
6、um”S1hasbeentape—outwithSMICO．18umCMOStechnologysuccessfully．2。Studyandanalyzethefamiliaralgorithmsforhardwareimplementationoftheexponentialfunction，includingTablelookupmethod，Polynomialapproximationmethod，Combinedmethod，Digit-by·digitmethodandCORDICmet
7、hod．3．AnalyzetheJ．S．WaltherCORDICalgorithmandpresentthe‘'Longtium’’C1CORDICalgorithmforthehardwareimplmentationbasedonthedemandofarea，speedandprecision．Theauthorproposesthehardwareimplementationstepofthisalgorithm，whichincludesrotationsequence，dataforma
8、tanditerationflow．Theimplementationcanarchievehighprecesionwithlowhardwareoverhead，whichalsocanbeusedforalltheelementarytranscendentalfunctions．4．DesignthedatapathofFPU，whichincludesmantissapartandexponentpart．5．Achievetheverific
