[发明专利]一种定点转浮点的转换装置

权利要求书

1.一种定点转浮点的转换装置，其特征在于，所述装置包括译码单元、站台控制单元、浮点转换单元、执行控制单元、浮点控制与状态寄存器，其中：

所述译码单元与所述站台控制单元相连接，用于形成指令译码信息；

所述站台控制单元与所述浮点转换单元相连接，该站台控制单元包括信息接收部件、控制信息转发部件、读寄存器单元、旁路数据输出单元以及源操作数输出单元，其中：

所述信息接收部件用于接收来自所述译码单元的指令译码信息，并清空执行信息和转移预测失败信息；

当所述信息接收部件接收到清空执行信息或者转移预测失败信息时，将会清除发向所述浮点转换单元的指令有效位，并将结果发送到所述控制信息转发部件，由所述控制信息转发部件将信息部分转发到所述浮点转换单元的控制管理部分中；

所述读寄存器单元根据所述信息接收部件接收到的源寄存器号来对源寄存器进行读操作，输出源操作数；

所述旁路数据输出单元对所述浮点转换单元返回的执行结果和浮点载入数据进行比较，通过比较结果来判断是否进行旁路处理；

所述源操作数输出单元用于从源寄存器读出的数据和旁路处理得到的数据中选择一个作为所述浮点转换单元的源操作数，并将其输出给所述浮点转换单元；

所述执行控制单元用于接收所述站台控制单元发送的指令信息，包括指令号、清空流水线信号和转移失败指令号，然后依据相应的指令对流水执行的浮点转换单元进行控制处理；

所述浮点转换单元分别与所述站台控制单元、浮点控制与状态寄存器、执行控制单元和目标寄存器电连接，用于接收所述站台控制单元发送的源操作数信息，并从所述浮点控制与状态寄存器中读取控制位，通过浮点运算后将运算结果写入所述目标寄存器，并将浮点运算产生的异常状态写入所述浮点控制与状态寄存器；

所述浮点控制与状态寄存器用于控制所述浮点转换单元在浮点运算过程中的异常模式；具体实现中，所述浮点转换单元从所述浮点控制与状态寄存器中读取舍入模式，并生成异常信息发送到所述浮点控制与状态寄存器中记录浮点运算产生的异常状态信息；

其中，在所述浮点转换单元中，浮点运算的过程包括：

首先对浮点源操作数中的定点数进行符号位判断，并对数据进行求补和前零检测；

根据前零检测结果进行阶值和阶值加1计算，并根据指令控制信息判断转换为单精度浮点还是双精度浮点数，以及舍入模式的选择；具体通过分析阶值的每一位生成阶值，减少11位加法器对硬件的开支，其中阶值的最高位为1，将前六位的前零预测个数进行取反即可得到exp+1；由公式知exp＝(exp+1)-1，所以阶值写成二进制形式为：exp＝(exp+1)+6’b11_1111，因此只需要对前6位采用加法计算即可；

然后根据前零个数对数据进行左移规格化处理，对规格化处理后的数据划分为尾数、舍入位、粘贴位三个部分，并进行异常位判断；

当尾数全为1且满足舍入条件时，选择阶值加1，并将符号位、阶值、尾数复合成最终的输出结果，然后生成对应的异常位浮点信息写入相应的浮点控制与状态寄存器；

在所述浮点转换单元进行浮点运算过程中，由于整数是以补码的形式表示，而浮点数的有效数是通过原码表示，所以需要将整数求补，以方便后续的规格化处理，具体为：

符号位为负时，数据为A求补＝～A+1；将求补的数据进行前零检测，前零检测的作用是检查高位零的个数，通过零的个数来对数据进行左移得到规范化的浮点有效数，同时用来生成阶值。

2.根据权利要求1所述定点转浮点的转换装置，其特征在于，

与所述浮点转换单元连接的寄存器均为64位长；

其中，源寄存器和目标寄存器为浮点通用寄存器。

3.根据权利要求1所述定点转浮点的转换装置，其特征在于，

所述指令译码信息包括指令控制信息和指令数据信息。

4.根据权利要求1所述定点转浮点的转换装置，其特征在于，在所述浮点控制与状态寄存器中，所述异常模式包括：非精确结果、除数为0、整数溢出、浮点上溢或浮点下溢；

其中，对于整数到浮点转换单元是为非精确结果异常；

对于舍入模式则分为四种舍入模式，包括：向0舍入、向正无穷舍入、向负无穷舍入和就近舍入。