[发明专利]一种采用多级流水线结构的高速浮点运算器

权利要求书

1.一种高速浮点运算器，其特征在于，该高速浮点运算器采用N级流水线结构，N为大于1的自然数，包括：输入DFF(101)、操作数信息提取及标志位判断单元(115)、N级浮点运算结构、N级DFF和数据选择单元(116)，其中：

该输入DFF(101)通过该操作数信息提取及标志位判断单元(115)连接于该N级浮点运算结构中的第一级浮点运算结构，该第一级浮点运算结构连接于该N级DFF中的第一级DFF(102)，该第一级DFF(102)连接于该N级浮点运算结构中的第二级浮点运算结构，该第二级浮点运算结构连接于该N级DFF中的第二级DFF(103)，该第二级DFF(103)连接于该N级浮点运算结构中的第三级浮点运算结构，……，依次类推，该N级浮点运算结构中的第N-1级浮点运算结构连接于该N级DFF中的第N-1级DFF(104)，该第N-1级DFF(104)连接于该N级浮点运算结构中的第N级浮点运算结构，最后，该第N级浮点运算结构通过该数据选择单元(116)连接于该N级DFF中的第N级DFF(105)。

2.根据权利要求1所述的高速浮点运算器，其特征在于，该N级浮点运算结构均包括第N级指数处理单元、第N级Close路径尾数处理单元和第N级Far路径尾数处理单元，且第N级Close路径尾数处理单元和第N级Far路径尾数处理单元分别连接于第N级指数处理单元。

3.根据权利要求2所述的高速浮点运算器，其特征在于，该输入DFF(101)接收并寄存外部提供的操作类型、舍入类型、第一操作数和第二操作数，并将操作类型输出给第一级指数处理单元(106)和第一级DFF(102)，将舍入类型输出给第一级Close路径尾数处理单元(109)和第一级DFF(102)，将第一操作数和第二操作数传递给该操作数信息提取及标志位判断单元(115)。

4.根据权利要求3所述的高速浮点运算器，其特征在于，该操作类型指明操作的类型为浮点加法、减法、浮点转定点、定点转浮点、浮点绝对值、浮点取倒数、浮点平方根倒数以及比较类中的哪种操作；该舍入类型指明是截断舍入还是就近舍入。

5.根据权利要求2所述的高速浮点运算器，其特征在于，该操作数信息提取及标志位判断单元(115)提取第一操作数和第二操作数的符号位、指数位和尾数位数据，并计算第一操作数和第二操作数的标志位数据，将得到的第一操作数和第二操作数的指数位数据输出给第一级指数处理单元(106)，将第一操作数和第二操作数的尾数位数据输出给第一级Close路径尾数处理单元(109)和第一级Far路径尾数处理单元(112)，将符号位数据和标志位数据输出给第一级DFF(102)进行寄存。

6.根据权利要求5所述的高速浮点运算器，其特征在于，该标志位数据至少包括零标志、无穷标志和非数标志。

7.根据权利要求2所述的高速浮点运算器，其特征在于，该第一级指数处理单元(106)根据第一操作数和第二操作数的指数位数据以及操作类型和第一级Close路径尾数处理单元(109)及第一级Far路径尾数处理单元(112)提供的数据进行浮点加减法及其相关操作的指数计算，并将该指数计算结果寄存于第一级DFF(102)中。

8.根据权利要求7所述的高速浮点运算器，其特征在于，

该第二级指数处理单元(107)根据第一操作数和第二操作数的指数位数据以及操作类型和第二级Close路径尾数处理单元(110)及第二级Far路径尾数处理单元(113)提供的数据进行浮点加减法及其相关操作的指数计算，并将该指数计算结果寄存于第二级DFF(103)中；

该第N级指数处理单元(108)根据第一操作数和第二操作数的指数位数据以及操作类型和第N级Close路径尾数处理单元和第N级Far路径尾数处理单元提供的数据进行浮点加减法及其相关操作的指数计算，并将该指数计算结果输出给数据选择单元(116)。

9.根据权利要求7或8所述的高速浮点运算器，其特征在于，其中浮点加减法及其相关操作的指数计算具体包括：计算两操作数指数差，指数上下溢判断，Close路径、Far路径指数生成，并为各级Close路径尾数处理和Far路径尾数处理提供所需数据。