[发明专利]图形芯片设计中求幂算法的实现

说明书

技术领域

本发明主要涉及到图形芯片设计中的光照部分实现领域，特指光照中求幂算法的实现。

背景技术

图形芯片的光照作用是增加物体的真实度，在图形芯片中实现光照功能时，在计算镜面反射光和聚光灯光时会不可避免的遇到求幂计算。

由于在光照中求幂计算的输入为确定范围的单精度浮点格式的数据，使用查找表求幂需要占用大量的ROM资源，因此确保求幂运算结果精度、减小芯片面积是本求幂运算的目标。

对于求幂计算，有一个很经典算法，即                                               ，即将一个求幂运算转化为一个确定底数的对数运算，一个乘法运算和一个确定底数指数运算，此算法可以将求幂运算的实现变换成查找表实现，但此算法的ROM表在实现过程中占用硬件资源比较大，不利于低功耗芯片的设计。

发明内容

本发明要解决的问题就在于：在经典算法的基础上，利用光照中求幂计算输入值为确定范围，使用泰勒级数展开原理，本发明提供了一种硬件资源消耗不大、运算精度比较高的实现方法。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：1、实现简单：本发明提出的多级ROM表分解的实现结构并主要采用的还是ROM表查表实现方式，利于硬件实现；2、资源占用量大幅减少：本发明提出的多级ROM表分解的实现大幅度的减少了资源使用率。

附图说明

图1是查表法实现求幂算法流程图；

图2是本发明提出的多级ROM分解的实现结构。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明中的求幂算法，以最后输出精度为例，得出，先将输入数据底数A和指数B进行浮点数转定点数变换，然后对底数A用查表法求对数，对数结果与指数B相乘，然后对乘数结果用查表法求指数，最后进行定点数转浮点数变换。

如图2所示，本发明的多级ROM分解的实现的具体实施方法为，先将ROM分成9组，对第一组A的取值范围为，则固定为0，因此表ROM0的输入端可以取，同理，另外8组表ROM1到表ROM8的输入端可取为到，然后对后8组进行二次分解，以为例，将分成三份，由泰勒公式可知可将此表ROM1从一个输入端为的512*14bit的表ROM1分解为一个输入端为、的64*14bit的表ROM1_0和 一个输入端为、的32*14bit的表ROM1_1；同理，表ROM2可分解为一个输入端为、的64*14bit的表ROM2_0和 一个输入端为、的32*14bit的表ROM2_1；表ROM3可分解为一个输入端为、的64*14bit的表ROM3_0和 一个输入端为、的32*14bit的表ROM3_1；表ROM4可分解为一个输入端为、的64*14bit的表ROM4_0和 一个输入端为、的32*14bit的表ROM4_1；表ROM5可分解为一个输入端为、的64*14bit的表ROM5_0和 一个输入端为、的32*14bit的表ROM5_1；表ROM6可分解为一个输入端为、的64*14bit的表ROM6_0和 一个输入端为、的32*14bit的表ROM6_1；表ROM7可分解为一个输入端为、的64*14bit的表ROM7_0和 一个输入端为、的32*14bit的表ROM7_1；表ROM8可分解为一个输入端为、的64*14bit的表ROM8_0和 一个输入端为、的32*14bit的表ROM8_1。