[发明专利]一种用于执行多个浮点数相加的装置及方法

权利要求书

1.一种用于执行多个浮点数相加的装置，所述浮点数包括符号位、指数位和尾数位，其特征在于，装置包括：

预处理模块，包括比较选择模块及计算移位模块；其中，所述比较选择模块用于对所述多个浮点数的指数位进行两两比较，选择出最大的指数位；所述计算移位模块用于根据每个浮点数和具有最大指数位的浮点数的指数位的差值Δe得到逻辑移位的位数n，并对相应浮点数的尾数位进行逻辑移位，以使每一个浮点数的指数位均等于所述最大的指数位；其中，若具有最大指数位的浮点数为规格化浮点数，而待逻辑移位的浮点数为非规格化浮点数，则令n＝Δe-1；否则，令n＝Δe；

加法运算模块，包括两级华莱士树结构，第一级华莱士树结构为一级4-2华莱士树结构，其用于对所述浮点数进行相加，并输出给第二级华莱士树结构，所述第二级华莱士树结构为3-2华莱士树结构，用于对浮点数的累加结果进行运算得到该累加结果及该累加结果的待移位值，所述累加结果包括符号位、指数位和尾数位；

规格化处理模块，用于根据所述待移位值对所述累加结果的符号位、指数位和尾数位进行移位，得到规格化的累加结果。

2.根据权利要求1所述的用于执行多个浮点数相加的装置，其特征在于，在比较选择模块中，以二叉树的形式对所述多个浮点数的指数位进行两两比较。

3.根据权利要求2所述的用于执行多个浮点数相加的装置，其特征在于，在所述计算移位模块中，令每一个浮点数的符号位与指数位最大的浮点数的符号位一致，其中，浮点数在改变符号位时，对其尾数位取补码。

4.根据权利要求1所述的用于执行多个浮点数相加的装置，其特征在于，所述计算移位模块对浮点数的尾数位进行逻辑移位，包括：

在所述浮点数的尾数位的最高位前补上1位隐藏位，其中，对于规格化浮点数，隐藏位的值为1，对于非规格化浮点数，隐藏位的值为0；

在所述浮点数的尾数位的最低位后增加k个“0”，作为有效位：

对增加了有效位和隐藏位的尾数位右移n位，以舍弃尾数位最低的n位；

将移位后的尾数位的最低位作为粘滞位，将粘滞位与舍弃的n位进行“或”运算，用运算结果更新粘滞位，得到最终所需的浮点数的尾数位。

5.根据权利要求1所述的用于执行多个浮点数相加的装置，其特征在于，

一级4-2华莱士树结构将所述多个浮点数相加，直至归约为两个数；

第二级3-2华莱士树结构的华莱士树结构部分将该两个数相加，得到第一累加结果，并将该两个数的反码相加，得到第二累加结果，根据第一累加结果的最高位，选择第一累加结果或者第二累加结果，作为所述累加结果；第二级3-2华莱士树结构的前导零预测部分用于对该两个数进行逻辑运算，确定所述累加结果第一个有效数字位的位置，以得到所述累加结果的待移位值。

6.根据权利要求5所述的用于执行多个浮点数相加的装置，其特征在于，在最终结果累加模块中，若第一累加结果的最高位的值为0，则将第一累加结果作为所述累加结果，否则，将第二累加结果作为所述累加结果。

7.根据权利要求5所述的用于执行多个浮点数相加的装置，其特征在于，在前导零预测模块中，利用前导零预测方法，首先对华莱士树模块得到的两个数按位求得其传播函数T，生成函数G，杀死函数Z的值；而后，求得每一位的指示符的值，第i位用f_i表示，得到i＞0；最后，设定参数得到位置参数为第一个不为0的位置参数的下角标的值即为累加部分的最终结果tmp_sum的第一个有效数字的位置num_shift，将其以二进制的形式输出。

8.根据权利要求7所述的用于执行多个浮点数相加的装置，其特征在于，传播函数生成函数G＝sum₁·carry₁，杀死函数Z＝(sum₁·carry₁)’，其中，sum₁、carry₁为华莱士树模块得到的两个数。