[发明专利]基于混合粒度乘法部件的多精度乘法器及运算方法

权利要求书

1.一种基于混合粒度乘法部件的多精度乘法器的运算方法，其特征在于：所述乘法器包括：调度器、指令队列和计算单元，所述计算单元包括分发器、若干个细粒度乘法部件和加法树，所述细粒度乘法部件的数量如下表所示：

；

所述多精度乘法器的运算方法包括以下步骤：

步骤1：调度器根据贪心算法，以多精度乘法器的粒度规模为依据，将乘法运算的两个位宽分别为Mbit、Nbit的操作数进行分割，获得如下分割结果：

Mbit= (a*4bit + b*2bit + c*1bit)，其中M= a*4+b*2+c；a、b、c为Mbit分割后4bit数、2bit数、1bit数的个数；

Nbit= (x*4bit + y*2bit + z*1bit)，其中N= x*4+y*2+z；x、y、z为Nbit分割后4bit数、2bit数、1bit数的个数；

根据分割结果，调度器将Mbit*Nbit转换为 Mbit*Nbit = (a*4bit + b*2bit + c*1bit) * (x*4bit + y*2bit + z*1bit)，从而将Mbit * Nbit分割为 (a*x)个4bit*4bit、（a*y+b*x）个4bit*2bit、（a*z + c*x）个4bit*1bit、(b*y)个2bit*2bit、(b*z+c*y)个2bit*1bit、(c*z)个1bit*1bit的细粒度乘法运算；

步骤2：调度器计算步骤1中获得的每一组细粒度乘法运算结果需要向左移动的位数，用于指导乘法器将步骤1中获得的4bit*4bit、4bit*2bit、4bit*1bit、2bit*2bit、2bit*1bit、1bit*1bit的结果进行移位累加；

步骤3：调度器将步骤1中分割后的细粒度乘法运算的两个操作数和步骤2中对应的左移位数打包成如下所示的乘法器指令：

左移位数	操作数1	操作数2

；

步骤4：调度器将步骤3中生成的乘法器指令送入计算单元的指令队列；

步骤5：计算单元内部的分发器解析指令队列的指令，并将解析后的左移位数和操作数分发给对应位宽的细粒度乘法部件，由细粒度乘法部件完成细粒度的乘法运算；

步骤6：细粒度乘法部件根据步骤5中分发器发送的操作数完成乘法运算，并根据步骤5中分发器发送的左移位数，将乘法结果向左移位，再将移位后的结果送入加法树，得到最后的结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于混合粒度乘法部件的多精度乘法器的运算方法，其特征在于：步骤2中，向左移动位数计算过程如下：

（1）4bit*4bit，假设当前4bit*4bit运算中的操作数分别来自于Mbit的第m个4bit数和Nbit的第n个4bit数，0m≤a; 0n≤x，则该组运算向左移动的位数为：4*(m-1)+4*(n-1)+2*(b+y)+(c+z)；

（2）4bit*2bit，假设当前4bit*2bit运算中的操作数：

当4bit来源于Mbit中的第m个4bit数，2bit来源于Nbit的第n个2bit数，0m≤a; 0n≤y，则该组运算向左移动的位数为：4*(m-1)+2*b+c+2*(n-1)+z；

当4bit来源于Nbit中的第n个4bit数，2bit来源于Mbit的第m个2bit数，0m≤b; 0n≤x，则该组运算向左移动的位数为：4*(n-1)+2*y+z+2*(m-1)+c；

（3）4bit*1bit，假设当前4bit*1bit运算中的操作数：

当4bit来源于Mbit中的第m个4bit数，1bit来源于Nbit的第n个1bit数，0m≤a; 0n≤z，则该组运算向左移动的位数为：4*(m-1)+2*b+c+n；

当4bit来源于Nbit中的第n个4bit数，1bit来源于Mbit的第m个1bit数，0m≤c; 0n≤x，则该组运算向左移动的位数为：4*(n-1)+2*y+z+m；

2bit*2bit，假设当前2bit*2bit运算中的操作数：

2bit来源于Mbit中的第m个2bit数，2bit来源于Nbit中的第n个2bit数，0m≤b; 0n≤y，则该组运算向左移动的位数为：2*(m-1)+2*(n-1)+c+z；

2bit*1bit，假设当前2bit*1bit运算中的操作数：

当2bit来源于Mbit中的第m个2bit数，1bit来源于Nbit中的第n个1bit数，0m≤b; 0n≤z，则该组运算向左移动的位数为：2*(m-1)+c+n；

当2bit来源于Nbit中的第n个2bit数，1bit来源于Mbit中的第m个1bit数，0m≤c; 0n≤y，则该组运算向左移动的位数为：2*(n-1)+z+m；

1bit*1bit，假设当前1bit*1bit运算中的操作数：1bit来源于Mbit中的第m个1bit数，1bit来源于Nbit中的第n个1bit数，0m≤c; 0n≤z，则该组运算向左移动的位数为：m+n-2。