基于Goldschmidt算法的高性能双精度浮点除法器设计

作     者：何婷婷 彭元喜 雷元武 HE Tingting;PENG Yuanxi;LEI Yuanwu

作者机构：国防科学技术大学计算机学院长沙410073 

基　　金：湖南省重点学科建设项目(434515000008) 航空科学基金资助项目(2013zc88003) 国家自然科学基金资助项目(61402499) 

出 版 物：《计算机应用》 (journal of Computer Applications)

年 卷 期：2015年第35卷第7期

页      码：1854-1857,1887页

摘      要：针对双精度浮点除法通常运算过程复杂、延时较大这一问题,提出一种基于Goldschmidt算法设计支持IEEE-754标准的高性能双精度浮点除法器方法。首先,分析Goldschmidt算法运算除法的过程以及迭代运算产生的误差;然后,提出了控制误差的方法;其次,采用了较节约面积的双查找表法确定迭代初值,迭代单元采用并行乘法器结构以提高迭代速度;最后,合理划分流水站,控制迭代过程使浮点除法可以流水执行,从而进一步提高除法器运算速率。实验结果表明,在40 nm工艺下,双精度浮点除法器采用14位迭代初值流水结构,其综合cell面积为84 902.261 8μm2,运行频率可达2.2 GHz;相比采用8位迭代初值流水结构运算速度提高了32.73%,面积增加了5.05%;计算一条双精度浮点除法的延迟为12个时钟周期,流水执行时,单条除法平均延迟为3个时钟周期,与其他处理器中基于SRT算法实现的双精度浮点除法器相比,数据吞吐率提高了3~7倍;与其他处理器中基于Goldschmidt算法实现的双精度浮点除法器相比,数据吞吐率提高了2~3倍。

主 题 词：浮点除法器 Goldschmidt算法 倒数查找表 高性能除法器 数字信号处理 

学科分类：08[工学] 081201[081201] 081202[081202] 0812[工学-测绘类] 

D　O　I：10.11772/j.issn.1001-9081.2015.07.1854

馆 藏 号：203536014...