[发明专利]超前归一化器

说明书

描述了包括被布置成归一化n位输入数字的硬件逻辑的设备。所述硬件逻辑包括至少第一硬件逻辑级、中间硬件逻辑级和最终硬件逻辑级。每个级包括左移位逻辑元件，第一级和中间级各自还包括多个或约简逻辑元件，并且中间级和最终级各自还包括一个或多个复用器。所述或约简逻辑元件对来自输入到特定级的所述数字的位的不同子集进行操作。在所述中间硬件逻辑级和最终硬件逻辑级中，所述复用器中的第一个选择从先前硬件逻辑级接收的或约简结果，并且所述左移位逻辑元件被布置成根据所选择的或约简结果对从紧接先前硬件逻辑级接收的经更新的二进制数字执行左移位。

背景技术

归一化n位数字(其中n≥2)包括使数字左移位使得最高有效(或前导)一在最左位置(最高有效位，MSB)中并且返回数字的前导零计数，其中“前导零”被从左计数，使得二进制数字1110不具有前导零而二进制数字0001具有三个前导零。归一化有许多用途，并且特别地它被用在浮点算术中。在处理器中的浮点单元中，使有效数(MSB中具有一的数字)左移位指数值的操作被称作去归一化，而转换回到浮点(使得前导一在MSB中)的后续操作被称作“再归一化”。

归一化(或再归一化)是通过执行前导零计数并然后使输入n位数字左移位此计数来执行的。例如，如果输入数字为0001，则前导零计数将标识存在3个前导零，并且后续左移位操作将使前导零移位3个位置。归一化器(或再归一化器)将因此输出结果1000并同时地输出前导零计数3(或二进制的11)。

在下面描述的实施方案不限于解决已知归一化器和再归一化器的任何或所有缺点的实现方式。

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。

描述了包括被布置成归一化n位输入数字的硬件逻辑的设备。所述硬件逻辑包括至少第一硬件逻辑级、中间硬件逻辑级和最终硬件逻辑级。每个级包括左移位逻辑元件，第一级和中间级各自还包括多个或约简逻辑元件，并且中间级和最终级各自还包括一个或多个复用器。所述或约简逻辑元件对来自输入到特定级的所述数字的位的不同子集进行操作。在所述中间硬件逻辑级和最终硬件逻辑级中，所述复用器中的第一个选择从先前硬件逻辑级接收的或约简结果，并且所述左移位逻辑元件被布置成根据所选择的或约简结果对从紧接先前硬件逻辑级接收的经更新的二进制数字执行左移位。

第一方面提供一种包括被布置成归一化n位输入数字的硬件逻辑的设备，所述硬件逻辑包括：第一硬件逻辑级，所述第一硬件逻辑级包括左移位逻辑元件和多个或约简逻辑元件，其中每个或约简逻辑元件被布置成对来自所述输入数字的位的不同子集执行或约简，并且所述左移位逻辑元件被布置成根据由所述或约简逻辑元件中的第一个输出的值对所述输入数字执行左移位并输出更新的二进制数字；一个或多个中间硬件逻辑级，每个中间硬件逻辑级包括左移位逻辑元件、多个或约简逻辑元件和一个或多个复用器，其中中间级中的每个或约简逻辑元件被布置成对来自从紧接先前硬件逻辑级接收的所述更新的二进制数字的位的不同子集执行或约简，所述复用器中的第一个被布置成选择从先前硬件逻辑级接收的多个或约简结果中的一个，并且所述左移位逻辑元件被布置成根据所选择的或约简结果对从紧接先前硬件逻辑级接收的所述更新的二进制数字执行左移位并输出更新的二进制数字；以及一个或多个最终硬件逻辑级，每个最终硬件逻辑级包括左移位逻辑元件和一个或多个复用器，其中所述复用器中的第一个被布置成选择从先前硬件逻辑级接收的多个或约简结果中的一个，并且所述左移位逻辑元件被布置成根据所选择的或约简结果对从紧接先前硬件逻辑级接收的所述更新的二进制数字执行左移位并输出更新的二进制数字，并且其中，对于所述最终硬件逻辑级中的最后一个，所述更新的二进制数字是经归一化的输入数字。