[发明专利]一种可变浮点数据微处理器

摘要

本发明公开了一种可变浮点数据微处理器，浮点数由符号域、阶码域、尾数域组成，在程序使用自定义浮点数时需要配置自定义浮点配置寄存器0，自定义浮点配置寄存器1，自定义浮点配置寄存器2，自定义浮点配置寄存器3；自定义浮点数的组成顺序就是自定义浮点配置寄存器配置组成顺序，自定义浮点数组成顺序自定义浮点配置寄存器3，自定义浮点配置寄存器2，自定义浮点配置寄存器1，自定义浮点配置寄存器0；尾数域长度加阶码域长度加符号域长度等于浮点数据长度，否则产生异常。本发明在计算过程中可以改变浮点数中符号位、指数位和尾数位的顺序和长度，还有浮点数的宽度，可移植性好，而且可以表示更高精度的浮点数据，安全性也更高。

主权项

一种可变浮点数据微处理器，其特征在于，浮点数由符号域、阶码域、尾数域组成，浮点数=符号位.尾数×2阶码，浮点数的组成如下：符号域：用S表示，符号域占1位，0表示正数，1表示负数；阶码域：用E表示，以整数形式指明小数点在数据中的位置，决定了浮点数的表示范围，浮点数的阶码域E等于指数e加上一个固定的偏移值，该偏移值为（2阶码域的位宽‑1‑1）；尾数域：用M表示，用定点小数表示，给出有效数字的位数决定了浮点数的表示精度；所述可变浮点数据微处理器包括自定义浮点配置寄存器，自定义浮点配置寄存器由数据长度寄存器、符号位寄存器、位阶长度寄存器和尾数长度寄存器组成，并且自定义浮点数的组成顺序就是自定义浮点配置寄存器配置组成顺序，自定义浮点数的组成顺序为：自定义浮点配置寄存器0，自定义浮点配置寄存器1，自定义浮点配置寄存器2，自定义浮点配置寄存器3；尾数域长度加阶码域长度加符号域长度等于浮点数据长度，否则错误产生未知结果，处理器产生异常；自定义浮点配置寄存器0：如果低2位等于二进制00，表示自定义浮点数据长度；如果低2位等于二进制01，表示符号域；如果低2位等于二进制10，表示阶码域；如果低2位等于二进制11，表示尾数域；剩下的其他数据位，表示低2位指示数据类型对应的数据内容，其中符号域长度只能是长度为1，否则错误产生未知结果，处理器产生异常；自定义浮点配置寄存器1：如果低2位等于二进制00，表示自定义浮点数据长度；如果低2位等于二进制01，表示符号域；如果低2位等于二进制10，表示阶码域；如果低2位等于二进制11，表示尾数域；剩下的其他数据位，表示低2位指示数据类型对应的数据内容，其中符号域长度只能是长度为1，否则错误产生未知结果，处理器产生异常；自定义浮点配置寄存器2：如果低2位等于二进制00，表示自定义浮点数据长度；如果低2位等于二进制01，表示符号域；如果低2位等于二进制10，表示阶码域；如果低2位等于二进制11，表示尾数域；剩下的其他数据位，表示低2位指示数据类型对应的数据内容，其中符号域长度只能是长度为1，否则错误产生未知结果，处理器产生异常；自定义浮点配置寄存器3：如果低2位等于二进制00，表示自定义浮点数据长度；如果低2位等于二进制01，表示符号域；如果低2位等于二进制10，表示阶码域；如果低2位等于二进制11，表示尾数域；剩下的其他数据位，表示低2位指示数据类型对应的数据内容，其中符号域长度只能是长度为1，否则错误产生未知结果，处理器产生异常；自定义浮点数中定义如下五种类型的浮点数：（1）当阶码域E的阶码为全0且尾数域M的尾数也为全0时，符号位为0/1，称为正负0；（2）当阶码域E的阶码为全1且尾数域M的尾数为全0时，符号位为0/1，称为正负无穷大；（3）当阶码域E的阶码为全1且尾数域M的尾数为非0时，符号位为0/1，称为非法的浮点数；（4）当阶码域E的阶码为任意值且尾数域M的尾数为全0时，符号位为0/1，或者当阶码域E的值比它能表示的最小值还小时，不管其尾数为何值，计算机都把该浮点数看成零值，称为机器零；（5）当阶码域E的阶码为1~（2阶码域的位宽‑1），且尾数域M的尾数为任意值时，符号位为0/1，称为规格化数；当尾数的值不为 0 时，尾数域的最高有效位应为1，否则以修改阶码同时左右移小数点的办法，使其变成这一表示形式，称为浮点数的规格化表示。