【摘要】： 隨著嵌入式系統(tǒng)中圖形處理、3D游戲等基于浮點(diǎn)的運(yùn)算密集應(yīng)用日益增多,高性能低功耗的浮點(diǎn)運(yùn)算單元將成為未來(lái)嵌入式處理器關(guān)鍵部件。本文圍繞浮點(diǎn)運(yùn)算單元的架構(gòu)設(shè)計(jì),重點(diǎn)研究提升浮點(diǎn)運(yùn)算能力、減少硬件開銷、降低動(dòng)態(tài)功耗等關(guān)鍵技術(shù),主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)包括: 1、浮點(diǎn)SIMD指令集擴(kuò)展及其高效資源復(fù)用硬件框架。首先設(shè)計(jì)了面向并行處理應(yīng)用的的浮點(diǎn)SIMD指令集,并提出了一種采用資源復(fù)用的SIMD運(yùn)算單元設(shè)計(jì)方法。該方法通過(guò)將執(zhí)行雙精度指令的數(shù)據(jù)通路分割為相互獨(dú)立的兩路,僅通過(guò)增加少量控制邏輯,實(shí)現(xiàn)單精度SIMD運(yùn)算對(duì)雙精度指令數(shù)據(jù)通路的高路和低路的高效復(fù)用,以極小的硬件代價(jià)獲取浮點(diǎn)運(yùn)算性能的大幅提升。 2、統(tǒng)一的浮點(diǎn)除法與開方SRT算法。提出影響SRT算法性能和開銷的主要參數(shù)的選擇方案�；谶吔缰倒阶儞Q和操作數(shù)預(yù)處理的方法,實(shí)現(xiàn)了除法和開方SRT選擇函數(shù)的統(tǒng)一。提出一種基于常量比較和譯碼的選擇函數(shù)設(shè)計(jì)方法,解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)資源占用大、電路延時(shí)長(zhǎng)的問(wèn)題�；谠诰�轉(zhuǎn)換的商和平方根的累加方法,將累加過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單的移位操作和邏輯或操作�；陬A(yù)測(cè)的運(yùn)算加速機(jī)制,利用浮點(diǎn)運(yùn)算特征預(yù)測(cè)計(jì)算結(jié)果,根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)SRT算法迭代次數(shù)進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)運(yùn)算加速。 3、針對(duì)浮點(diǎn)加法和除法/開方運(yùn)算的快速舍入方法。在浮點(diǎn)加法結(jié)果舍入邏輯中將尾數(shù)取補(bǔ)碼過(guò)程和舍入加法過(guò)程合并,僅用一個(gè)加法器就實(shí)現(xiàn)了取補(bǔ)碼和舍入的過(guò)程,解決舍入延時(shí)長(zhǎng)的問(wèn)題�；谠诰�轉(zhuǎn)換的SRT除法與開方舍入機(jī)制,利用SRT算法迭代的計(jì)算過(guò)程直接得到舍入加1和減1的值供舍入判斷邏輯選擇,解決了關(guān)鍵路徑問(wèn)題。 4、基于浮點(diǎn)運(yùn)算特征的細(xì)粒度門控時(shí)鐘優(yōu)化技術(shù)�；诓煌\(yùn)算精度的門控時(shí)鐘技術(shù),在浮點(diǎn)單精度運(yùn)算時(shí)徹底關(guān)閉空閑的低位數(shù)據(jù)以降低功耗�；诋惓ｎA(yù)測(cè)的門控時(shí)鐘技術(shù),通過(guò)預(yù)測(cè)當(dāng)前指令發(fā)生異常的情況,在預(yù)測(cè)到異常發(fā)生時(shí)關(guān)閉整個(gè)數(shù)據(jù)通路的時(shí)鐘,消除冗余動(dòng)態(tài)功耗�；谶\(yùn)算結(jié)果預(yù)測(cè)的門控時(shí)鐘技術(shù),操作數(shù)為零或者無(wú)窮時(shí)根據(jù)指令類型預(yù)測(cè)運(yùn)算結(jié)果,并關(guān)閉相應(yīng)的數(shù)據(jù)通路的時(shí)鐘以減少動(dòng)態(tài)功耗。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TP332

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王寶寶;吳盤龍;楊寶建;蔡亞?wèn)|;;去偏轉(zhuǎn)換量測(cè)Kalman濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)[J];電光與控制;2011年09期

2 ;超級(jí)計(jì)算機(jī)世界500強(qiáng)發(fā)布我“天河一號(hào)”全球第五亞洲第一[J];光學(xué)儀器;2009年06期

3 唐小明;張濤;王貞杰;白松;;一種新的基于FPGA的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方法[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2011年16期

4 李新月;;FOR多媒體的高性能CPU[J];實(shí)用電子文摘;1997年10期

5 ;惠普推出全新的GPU Starter Kit[J];微電腦世界;2011年09期

6 孫崇璇;;圓弧生成方法探究與實(shí)現(xiàn)[J];云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年04期

7 袁一鳴;段鳳陽(yáng);李贊平;;羅盤儀表繪制中快速反走樣算法的研究[J];艦船電子工程;2011年09期

8 韋海萍;;基于FPGA的增強(qiáng)Lee濾波算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];航天控制;2011年03期

9 余學(xué)濤;孔雪;王緒;祝永新;何衛(wèi)鋒;倪明;謝光偉;雷詠梅;單健晨;;FMM能效分析及其ASIC可行性評(píng)估[J];計(jì)算機(jī)工程;2011年13期

10 劉文卓;;CPU+GPU將開啟HPC新時(shí)代[J];中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò);2011年09期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 何林順;王仁華;;漢字語(yǔ)音輸入系統(tǒng)[A];第二屆全國(guó)人機(jī)語(yǔ)音通訊學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1992年

2 緱新科;周又和;;壓電智能梁振動(dòng)的測(cè)量與控制[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

3 葛飆;鐘燕寧;;基于PXI技術(shù)的模塊化儀器[A];21世紀(jì)中國(guó)電子儀器發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)文集[C];2004年

4 王仁華;;語(yǔ)聲身份確認(rèn)系統(tǒng)[A];第一屆全國(guó)語(yǔ)言識(shí)別學(xué)術(shù)報(bào)告與展示會(huì)論文集[C];1990年

5 陳煒;程郁凡;李少謙;;鏈?zhǔn)紻MA在短波跳頻系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];四川省通信學(xué)會(huì)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

6 王寶利;李昌立;關(guān)定華;;漢語(yǔ)人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)中基于浮點(diǎn)DSP芯片TMS320C40的高速并行處理系統(tǒng)[A];第三屆全國(guó)人機(jī)語(yǔ)音通訊學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1994年

7 蘇洋;張寶富;劉杰;李玉權(quán);;一種使用數(shù)控電位器的光功率計(jì)的設(shè)計(jì)[A];全國(guó)第十二次光纖通信暨第十三屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

8 白德風(fēng);呂長(zhǎng)志;王羽;張U，

本文編號(hào)：2704326