[发明专利]浮点运算装置以及方法

说明书

一种方法包括：接收第一N位无符号数和第二N位无符号数；接收指示m位移位操作的控制信号，并在加和移位装置中对第一N位无符号数、第二N位无符号数和控制信号进行处理，其中在加和移位装置中并行执行加法/减法运算和m位移位操作。

技术领域

本发明涉及中央处理单元和数字信号处理器设计，并且在特定实施方式中，涉及浮点加法和减法装置以及方法。

背景技术

浮点算术运算被广泛地用于诸如中央处理单元(Central Process Unit,CPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)等的数字应用中。实数可以用浮点表示法写。例如，实数“a”可以由以下公式表示：

a＝(-1)^sM_a·b^q (1)

其中，S是实数“a”的符号；Ma是实数“a”的尾数；b是实数的基数(2或10)并且q是实数“a”的指数。

诸如加法/减法处理的浮点算术运算可以由各种逻辑电路执行。加法/减法过程可以包括计算两个实数的指数差，基于指数差对齐这两个实数(例如，向右移动具有较小指数的实数)，加上/减去对准的尾数，通过使结果向左移位等于前导零的数目的数目的位置来对结果进行归一化并且根据指定的舍入模式对结果进行舍入。

发明内容

这些问题以及其他问题通常通过本发明的优选实施方式解决或规避，技术优点通常通过本发明的优选实施方式来实现，本发明的优选实施方式提供了用于计算(例如，加法运算、减法运算等)两个二进制数的装置和方法。

根据实施方式，一种装置包括：输入块，其被配置成接收第一N位无符号数和第二N位无符号数，其中所述输入块包括N个传播和生成单元。

该装置还包括：以行和列的形式布置的多个计算单元，其中，列的数目等于N，并且行的数目等于log₂^(N)，其中，每行具有N个单元并且具有索引ri，并且其中，变量d等于2^ri，并且其中，每个计算单元具有连接至在前一行中的三个单元的三组输入，并且其中，第一组输入连接至在前一行中的第一计算单元的输出并且与所述计算单元竖向对准，第二组输入连接至与第一计算单元相距d个单元的第二计算单元的输出，并且第三组输入连接至与第一计算单元相距2d个单元的第三计算单元的输出；以及包括多个异或门的输出块。

根据另一实施方式，一种系统包括：输入块，其被配置成接收第一N位无符号数、第二N位无符号数和控制信号，其中所述输入块包括N个传播和生成单元；以行和列的形式布置并且耦接至所述输入块的多个计算单元，其中所述计算单元被配置成基于所述控制信号执行加法运算和移位操作，并且向所述第一N位无符号数和所述第二N位无符号数并行地施加所述加法运算和所述移位操作；以及输出块，其包括耦接至所述多个计算单元的最后一行的多个异或门。

根据又一实施方式，一种方法包括：接收第一N位无符号数和第二N位无符号数；接收指示m位移位操作的控制信号；以及在加和移位装置中对第一N位无符号数、第二N位无符号数和控制信号进行处理，其中在加法-移位装置中并行地执行加法或减法运算和m位移位操作。

本发明的优选实施方式的优点是通过具有2输入与非门的(3·log₂(N)+4)级的加和移位装置实现两个二进制数的快速运算。这样的装置有助于减少逻辑门延迟，从而提高浮点算术运算的效率。

前面已经相当广泛地概述了本发明的特征和技术优点，以便可以更好地理解随后的本发明的详细描述。在下文中将描述形成本发明的权利要求的主题的本发明的附加特征和优点。本领域技术人员应当理解的是，所公开的构思和具体实施方式可以容易地用作修改或设计用于实现本发明的相同目的的其他结构或过程的基础。本领域技术人员还应该认识到，这样的等同结构不背离所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围。

附图说明