[发明专利]用于处理浮点数的设备和方法

说明书

本发明公开了电路和相关联的方法，用于处理两个浮点数(A、B)以生成所述两个数字之和(A+B)与所述两个数字之差(A‑B)。所述方法包括使用相同符号浮点加法器(1020)来计算(806)所述两个浮点数的所述绝对值之和(|A|+|B|)，以产生第一结果。所述方法还包括计算(808)所述绝对值之差(|A|‑|B|)，以产生第二结果。基于所述第一结果(|A|+|B|)、所述第二结果(|A|‑|B|)和每个浮点数的所述符号来生成(810、812)所述和(A+B)与所述差(A‑B)。

背景技术

浮点算术在多种应用中很有用，包括但不限于图形、数据处理、图像处理、信号处理、控制算法、科学编程，以及许多其他应用。将浮点数相加在一起是浮点算术中最基本的操作之一，并且在各种不同的应用和实施中都是普遍存在的。

浮点加法可以例如通过在通用处理单元上执行合适的指令来在软件中实现。替代性地，浮点加法可以例如通过适当地配置固定功能电路在硬件中实现。一般来讲，与硬件实施相比，软件实施允许更大的灵活性(例如，就设计时间之后改变加法运算而言，例如改变要相加在一起的数字的数量)；然而，一般来讲，与软件实施相比，硬件实施提供更有效的操作(例如，就更低的等待时间和更低的功耗而言)。因此，如果认为操作的效率比灵活性更重要(例如，如果已知需要在功耗和等待时间非常重要的装置，诸如电池供电的移动装置(例如，智能电话、平板电脑或膝上型电脑)中多次执行特定类型的加法操作)，那么硬件实施可能比软件实施更合适。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍下文在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

当在专用硬件中实现任何功能性(例如，浮点加法)时，硬件的大小是一个考虑因素，特别是要在大小受到严格限制的装置例如在移动装置中使用该硬件时。因此，在设计用于处理单元的硬件时，需要在以下方面进行权衡：(i)功耗，(ii)处理性能，以及(iii)大小(也可以被称为“半导体面积”或“硅面积”)。可以对这些因素中的一个因素进行改进(例如，降低功耗、提高处理性能或减少硅面积)，但这可导致其他一个或两个因素的恶化(例如，增加功耗、降低处理性能或增加硅面积)。本文描述了用于处理将被相加在一起的至少三个浮点数的集合的加法器电路和相关联的方法，该加法器电路和相关联的方法可以提供这些因素中的一个或多个因素的改进，而不必导致其他一个或多个因素的恶化。该方法包括从至少三个数字中标识具有相同符号的至少两个数字，即，均为正或均为负的至少两个数字。使用一个或多个相同符号浮点加法器将所标识的至少两个数字相加在一起。相同符号浮点加法器包括被配置为将具有相同符号的浮点数相加在一起的电路，而不包括被配置为将具有不同符号的数字相加在一起的电路。

根据一个方面，提供了一种处理输入集合的机器实现的方法，该输入集合包括至少三个待求和的浮点数，该输入集合包括一个或多个正数和一个或多个负数，该方法包括：

接收输入集合的至少三个浮点数；

标识输入集合中具有相同符号的至少两个数字；以及

使用一个或多个相同符号浮点加法器将所标识的至少两个数字相加在一起，以产生一个或多个部分求和结果，

其中一个或多个相同符号浮点加法器在固定功能电路中实现，该固定功能电路被配置为将具有相同符号的浮点数相加在一起，并且其中一个或多个相同符号浮点加法器不包括被配置为将具有不同符号的数字相加在一起的电路。

本发明人已经认识到两点。首先，如果提前知道浮点数具有相同的符号，则将浮点数加在一起比较容易。其次，在三个数字的任何集合中，至少必须存在两个数字具有相同的符号(或更一般地，在(2n)或(2n-1)个数字的任何集合中，至少存在n个数字具有相同的符号)。可以利用这种组合的标识，通过首先标识并且将具有相同符号的数字相加在一起来简化将至少三个浮点数的任何集合相加在一起的过程。