浮点除法开方算法研究与电路设计-计算机应用技术专业论文.docxVIP

华北电力大学硕士学位论文 摘要 ? 本课题的任务是为 LX-1164 处理器芯片开方浮点处理器 (FPU) 巾的超高 速浮点除法/开方运算器( FD IV) 。 当前评价一个处理恭俭能的重要指标之一就是其评点性能的好坏，而浮点 除法单元又 FPU 中的重要部件。本文探讨了当前使用较多的一些浮点除法/开 方算法步并在设计中采用了改进的牛顿法代来计算开方、使用 Goldsclunidt 算法 来实现除法。 在浮点处理单元的硬件实现上 F 采用 ASIC 的全定制电路设计方法 F 使用 先进的 EDA (设计工具进行逻键设计与仿真。完全支持 IEEE 754 标准。在设计 上突破传统思想的约束 9 采用了可重构技术 F 用相同的硬件来实现浮点除法和 开方两种运算。 关键词:浮点除法/开方算法电路设计牛顿法代法 Goldschmidt 算法 ABSTRACT The task is to develop a high-speed unit of floatìng-poìnt di vision and square-root for FPU which build in LX 1164 general CPU. Today，a important guide1ine for evaluatìng a CPUs performance is ìts floating-point operation capability. Floating-point division unit is a nlain component of FPU. This paper discusses some algorithm of division and square root. In my design雪 1 use. improved Newton algorithm for square root and Goldschmidt al- goríthm for division. 丁0 hardware implementation ，I use ASIC design method and use advanced EDA too18 to design logic and sìmulator. This unit ìs absolutely compatible with IEEE 754. ln this unit ，we adopt reconfiguring tecJmology. Yan JiangYu(computer engineering) Directed by prof. Qu JunHua KEY WORDS: Floating-Point ，Division ，SquareRoot Algor?thm ，Cìrcuit Design ? y713236 声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取 得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任 何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均 己在文中以明确方式标明。 特此申明。 签名: \ lE 1 日期:γ于‘ (ì O 关于学位论文使用授权的说明 1. 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即:①学校有权保管、并向 有关部门送交学价论文的原件与复印件:②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保 存学位论文:③学校可允许学位论文被查阅或借阅;④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交 换学位论文:⑤同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部成部分内容。 (涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名 :(1\Z.部 日期:γ 吁.(t.v  导师签名: 日期: 华北电力大学硕士学位论文 第 1意引言 随着科技的进步和社会的发展，计算机已经在我们的日常生活、工农业生产和 科学研究中取得了广泛的应用。 CPU 是计算机的核心， CPU 的性能决定着计算机的 性能}进而决定着整个系统的性能。在 CPU 所处理的数据主要有两种表示方式:定 点数和浮点数。其中定点数表示范围小费但其实现简单 F 主要包插一些文档字符处 理 F 普通数值计算以及以及生产管理系统等。浮点数由于其表数范围大，精度高声 实现复杂费最初主要应用在需要使用精确数值进行计算的科学研究领域，比如气象 预报、工程计算和图像处理等。随着计算机的应用日益广泛和集成电路制造工艺的 发展，浮点数据的应用范围也越来越广 F 不仅在科学研究 F 而且在工业生产和日常 生活中的许多方面都需要浮点数来增强运算能力。现在很普遍的