前导1预测算法的设计与实现

前导1预测(Leading One Prediction,LOP)算法常被用在浮点数的加减运算中,它能与尾数加法器并行工作,从而加快了尾数加法器计算结果的规格化过程,同时,这种方法会带来最多1位的误差。根据对误差的处理方式不同,将预测算法分成了3类,并详细介绍了其中的串行纠错前导1预测算法的具体结构,对其关键的组成部分在算法上进行了选择和优化。它与并行纠错LOP以及传统前导1检测(Leading One Detector,LOD)的逻辑综合的实验结果表明,该算法取得了面积、功耗和延时之间的较好均衡。在实际的应用中,该算法成功地运用在了工作频率为1GHz的三站式双通路(Two-Path)浮点加法器中。

基于FPGA的三操作数前导1预测算法的设计与性能分析

针对传统算法的局限,在FPGA平台上设计了直接处理三操作数的前导1预测算法的完整实现方案,可以有效缩短关键路径延时和功耗.重点设计出了三操作数的编码树结构,并依据预编码规则,在FPGA硬件验证平台上对系统结构合理模块化,且采用硬件描述语言VerilogHDL对部分功能进行编程,优化了设计过程,仿真结果表明,设计完成的算法结构较传统算法在关键路径延时上减少36.15%,功耗降低39.20%.

三操作数的前导1预测算法纠错编码模块的设计与实现

针对三操作数预测算法中的预测误差,提出了纠错方案.依据前导1预测的流程以及预编码规则,设计了纠错模块的预编码规则,完成了其整体结构设计,采用硬件描述语言VHDL进行编程,并通过QuartusⅡ进行仿真验证,得到了相应的RTL级电路,最后对仿真结果进行了分析.仿真结果表明,设计完成的算法结构能够有效地完成前导1预测纠错的功能.

浮点乘加部件中三操作数前导1预测算法的设计

提出了一种应用于高效浮点乘加部件的三操作数前导1预测算法。高效浮点乘加部件需要实现三个操作数的前导1预测(LOP)电路,传统的LOP算法不能直接处理三个操作数,通过间接方法实现又会增加关键路径延时并增大电路面积。三操作数LOP算法是针对传统LOP算法的这一局限提出的,可以有效缩短前导1预测电路的延时并减少面积,从而缩短整个乘加部件的延时。文章以龙芯2号通用CPU中浮点乘加部件的106位前导1预测电路为例,分别采用传统LOP算法和三操作数LOP算法实现了电路,实验结果表明,三操作数LOP算法比传统算法延时能降低约16.67%,总面积减少约19.63%。

一种128位高精度浮点乘加部件的研究与实现

高性能高精度的浮点数值处理一直是科学计算追求的目标。为此,本文研究并实现了一种128位浮点乘加融合计算单元。在乘法模块中,使用分块乘法,复用57位乘法模块,减小了数据宽度。采用三输入前导1预期技术,简化了预编码,缩短了预测电路的延时并减小面积。该模块单元使用Verilog语言实现,用Design Compiler进行逻辑综合,在simc0.13μm工艺下频率达202MHz,关键路径延时为4.93μs,面积约为191000门。

快速浮点加法器的FPGA实现

讨论了3种常用的浮点加法算法,并在VirtexII系列FPGA上实现了LOP算法。实验结果表明在FPGA上可以实现快速浮点加法器,最高速度可达152MHz,资源占用也在合理的范围内。