[发明专利]一种低开销的取模方法

权利要求书

1.一种低开销的取模方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：如果二进制有符号数x为负数，则先将x变为二进制正数，然后赋给y；否则如果二进制有符号数x为正数，则直接将x的值赋给y；

S2：统计二进制正数y的第0、2、4、6等偶数位上1的个数，设为m；同样统计二进制正数的第1、3、5、7等奇数位上1的个数，设为n，其中m为余数为1的个数，n为余数为2的个数；

S3：统计二进制正数m的第0、2、4等偶数位上1的个数，设为a；统计二进制正数m的第1、3、5等奇数位上1的个数，设为b，其中a为余数为1的个数，b为余数为2的个数；

S4：统计二进制正数n的第0、2、4等偶数位上1的个数，设为c；统计二进制正数m的第1、3、5等奇数位上1的个数，设为d，其中c为余数为2的个数，d为余数为1的个数；

S5：余数为1的个数为a与d的和，设为e；余数为2的个数为b与c的和，设为f，根据e和f的值可以确定余数，建立一个只读存储器ROM，只读存储器ROM根据e和f的值输出相对应的余数；

S6：ROM输出的余数为2位二进制正数，如果输入数据x为正数，则直接将ROM输出的余数作为取模运算最终结果，如果输入数据x为负数，则将ROM输出的余数按位取反后作为取模运算最终结果。

2.根据权利要求1所述的低开销的取模方法，其特征在于，所述步骤S1中，如果二进制有符号数x为正数，则直接将x的值赋给y，如果x为负数，则将二进制数x按位取反加1后赋给y。

3.根据权利要求2所述的低开销的取模方法，其特征在于，所述步骤S2中，如果二进制正数y的第0、2、4、6等偶数位上为1，则每个相应位置代表数值为4^N，其中N为0、1、2、3等整数，4^N对模M＝3取余为1，所以m为余数为1的个数；

如果二进制正数y的第1、3、5、7等奇数位上为1，则每个相应位置代表数值为2*4^N，其中N为0、1、2、3等整数，2*4^N对模M＝3取余为2，所以n为余数为2的个数。

4.根据权利要求3所述的低开销的取模方法，其特征在于，步骤S3中，由于m为余数1的个数，所以a为余数为1的个数，b为余数为2的个数。

5.根据权利要求4所述的低开销的取模方法，其特征在于，步骤S4中，由于n为余数2的个数，如果二进制数n的第0、2、4、6等偶数位上为1，则每个相应位置代表数值为2*4^N，其中N为0、1、2、3等整数，2*4^N对模M＝3取余为2，所以c为余数为2的个数；

由于n为余数2的个数，如果二进制数n的第1、3、5、7等奇数位上为1，则每个相应位置代表数值为4N+1，其中N为0、1、2、3等整数，4N+1对模M＝3取余为1，d为余数为1的个数。

6.根据权利要求5所述的低开销的取模方法，其特征在于，步骤S5中，余数为1的个数为e；余数为2的个数为f；根据e和f的值可以计算出对3取余运算的余数，不同的e和f的值对应不同的余数，这种对应关系相当于建立一个只读存储器ROM的组合逻辑功能的真值表。

7.根据权利要求6所述的低开销的取模方法，其特征在于，步骤S6中，ROM输出的余数为2位二进制正数0、1、2，如果输入数据x为正数，则使用位拼接运算符把0和ROM输出的余数拼接起来变为一个最高位为0的有符号数，作为最终的结果输出；如果输入数据x为负数，则其余数一般也为负数，可以先将ROM输出的余数按位取反后再加1变为对应的负数，使用位拼接运算符把1和这个负数拼接起来变为一个最高位为1的有符号数，作为最终的结果，其中如果余数为0，则直接输出，不进行上述操作；

由于基于余数校验的容错方案中会对三个支路产生的余数进行比较，而如果余数为负数，可将负数加上模数变为正数以方便余数间的比较；模为3，如果输入数据x为负数，则可以将ROM输出的余数按位取反，就可以得到负数加上模数变为正数的结果，其中如果余数为0，则直接输出，不进行上述操作，如果输入数据x为正数，则直接将ROM输出的余数作为结果。