[发明专利]高性能倒数精度扩张器硬件

摘要

本发明为一种高性能代数运算的专用硬件，通过特有的闸门控制，把经倒数表查得的初值以极快速度完成泰勒展开，更把原只有到小数点下九位数据的初值，在约300ns时间内迅速扩张到小数点下34位；显然较Weitek3332高速代数运算器需时1000ns的NewtonRapson展开快三倍以上的速度，且倒数精度亦较Weitek3332的小数点下23位高出一大截。

主权项

1、一种高性能倒数精度扩张器硬件，由专用硬件应用于高速电脑的三维图象处理的运算，利用极少数逻辑控制，以达到在5个60ns的周期，即300ns时间内，将精度扩张至小数点以下34位，其方法为：令f(k)=1/(k)∴f(k+dk)=1/(k)+(d)/(dk)(1/(K))｜K＝K0（dk)+(d)/(dk)[(d)/(dk)(1/(k))]｜K=K0(dk)2(1/2)+…=(1/(k0))[1+((dk)/(k0))((dk)/(k0)-1)]RA送下的(K)值表示如下：xx.1……0110｜←……K……→(34位)｜←K→←dK→(11位)(23位)其结构及操作的特征在于：第一步骤：由RA送下来的(K)值，小数点以下有32位，小数点前有符号位和过浮动保护位共2位；第二步骤：小数点以下前九位是(k0)，经过锁存器L，形成查表地址，从而自表RAM中取得(1/K0)值进入求和总线，回送到RA、RB、RC等暂存器堆的任意空位R17和MB，又(dk)值，即小数点下第九位以下的尾数，则再回锁到MA；第三步骤：表RAM输出线截断，MA、MB的锁存值下流进入乘法器，从求和总线算出(dk/k0)值，且将(dk/k0)值一方面回送到MA，另一方面回送到B点，利用减法器和RC送下的“1”值取和[(dk/k0)-1]值而锁存到MB；第四步骤：MA和MB中的值下送相乘取得{(dk/k0)[(dk/k0)-1]}值，而且同时把前一步骤RC上用过的“1”，从旁支多路复用器进入累加器再送入Wallace树形加法器，取得了{1+(dk/k0)[(dk/k0)-1]}值，并将其结果再送入MB；第五步骤：最后结果是把第二步骤存在RAS第17位(即R17)的(1/K0)取出与MB中第四步的结果相乘，且乘积(1/K0){1+(dk/k0)[(dk/k0)-1]}可回写到R17位置去；藉此超高速矩阵的硬件二级流水处理，可在60ns成{(RA)(2N)[(RB)±(RC)]+(ACC)}运算，且精度达到小数点以下34位的精度。