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《基于fpga的浮點運算器設(shè)計(1)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文基于FPGA的浮點運算器設(shè)計姓名：王冬冬申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：電子科學(xué)與技術(shù)指導(dǎo)教師：董輝20090601摘要摘要隨著電子工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域需求的增長，要實現(xiàn)復(fù)雜程度較高的數(shù)字電子系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)處理能力提出越來越高的要求。定點運算已經(jīng)很難滿足高性能數(shù)字系統(tǒng)的需要，而浮點數(shù)相對于定點數(shù)，具有表述范圍寬，有效精度高等優(yōu)點，在航空航天、遙感、機器人技術(shù)以及涉及指數(shù)運算和信號處理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。對浮點運算的要求主要體現(xiàn)在兩個方面：一是速度，即如何快速有效的完成浮點運算；二是精度，即浮點運算能夠提供多少位的有效數(shù)字。計算機性價比的提高以及可編程邏
2、輯器件的出現(xiàn)，對傳統(tǒng)的數(shù)字電子系統(tǒng)設(shè)計方法進行了變革。FPGA(FieldProgrammableGateArray，現(xiàn)場可編程門陣列)讓設(shè)計師通過設(shè)計芯片來實現(xiàn)電子系統(tǒng)的功能，將傳統(tǒng)的固件選用及電路板設(shè)計工作放在芯片設(shè)計中進行。FPGA可以完成極其復(fù)雜的時序與組合邏輯電路功能，適用于高速、高密度，如運算器、數(shù)字濾波器、二維卷積器等具有復(fù)雜算法的邏輯單元和信號處理單元的邏輯設(shè)計領(lǐng)域。鑒于FPGA技術(shù)的特點和浮點運算的廣泛應(yīng)用，本文基于FPGA將浮點運算結(jié)合實際應(yīng)用設(shè)計一個觸摸式浮點計算器，主要目的是通過VHDL語言編程來實現(xiàn)浮點數(shù)的加減、乘除和開方等基本運算功
3、能。(1)給出系統(tǒng)的整體框架設(shè)計和各模塊的實現(xiàn)，包括芯片的選擇、各模塊之間的時序以及控制、每個運算模塊詳細的工作原理和算法設(shè)計流程；(2)通過VHDL語言編程來實現(xiàn)浮點數(shù)的加減、乘除和開方等基本運算功能；(3)在XilinxISE環(huán)境下，對系統(tǒng)的主要模塊進行開發(fā)設(shè)計及功能仿真，驗證了基于FPGA的浮點運算。關(guān)鍵詞：浮點運算；FPGA；IEEE．754DesignofFloating--PointCalculatorBasedonFPGAAbstractWiththegrowthdemandinthefieldofelectronicsmd憾tryapplica
4、tion，inordertoachieveahigherdegreeofcomplexityofthedi西talelectronicsystem，thedemandsfordata-processingcapabilitiesarealsoveryhigh．Fixed—pointcalculationhavebeendifficulttomeettherequirementsofhigh—performancedigitalsystems，bycomparison,floating-pointnumbersasopposedtofixed—point，has
5、theadvantagesofwiderstatementrangeandhighervalidprecision．Therefore，ithadwidelyusedinaerospaceindustry,remotesensing，robottechnology,aswellasindexcalculationandsignalprocessingareas．Therequirementsofthefloating-pointcalculationaremainlyreflectedintwoaspects：Firstly,thespeed，thatisho
6、wfastandeffectivecompletionoffloating-pointcalculation；Secondly,theprecision,meansthatthefloating-pointcalculationcallprovidehowmanyvalidnumbers．Theimprovementofcost—effectiveaswellastheemergenceofprogrammablelogicdevicesmadethemethodsoftraditionaldigitalelectronicsystemdesignbechan
7、ged．FPGA(FieldProgrammableGatearray)madedevelopersdesignchiptoimplementthefunctionsofelectronicsystem，boththeselectionofcomponentsandcircuitboarddesignwerecarriedoutintheprocessofchipdesign．FPGACanimplementcomplexfunctionsoftimingandcompositelogiccircuit，suitableforhigh-speed，hi曲den
8、sitylogicdesignfiel
