【摘要】： 隨著嵌入式系統(tǒng)中圖形處理、3D游戲等基于浮點的運算密集應(yīng)用日益增多,高性能低功耗的浮點運算單元將成為未來嵌入式處理器關(guān)鍵部件。本文圍繞浮點運算單元的架構(gòu)設(shè)計,重點研究提升浮點運算能力、減少硬件開銷、降低動態(tài)功耗等關(guān)鍵技術(shù),主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點包括: 1、浮點SIMD指令集擴展及其高效資源復(fù)用硬件框架。首先設(shè)計了面向并行處理應(yīng)用的的浮點SIMD指令集,并提出了一種采用資源復(fù)用的SIMD運算單元設(shè)計方法。該方法通過將執(zhí)行雙精度指令的數(shù)據(jù)通路分割為相互獨立的兩路,僅通過增加少量控制邏輯,實現(xiàn)單精度SIMD運算對雙精度指令數(shù)據(jù)通路的高路和低路的高效復(fù)用,以極小的硬件代價獲取浮點運算性能的大幅提升。 2、統(tǒng)一的浮點除法與開方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)計方法,解決傳統(tǒng)設(shè)計資源占用大、電路延時長的問題�；谠诰�轉(zhuǎn)換的商和平方根的累加方法,將累加過程轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵蔚囊莆徊僮骱瓦壿嫽虿僮��；陬A(yù)測的運算加速機制,利用浮點運算特征預(yù)測計算結(jié)果,根據(jù)預(yù)測結(jié)果對SRT算法迭代次數(shù)進(jìn)行控制以實現(xiàn)運算加速。 3、針對浮點加法和除法/開方運算的快速舍入方法。在浮點加法結(jié)果舍入邏輯中將尾數(shù)取補碼過程和舍入加法過程合并,僅用一個加法器就實現(xiàn)了取補碼和舍入的過程,解決舍入延時長的問題�；谠诰�轉(zhuǎn)換的SRT除法與開方舍入機制,利用SRT算法迭代的計算過程直接得到舍入加1和減1的值供舍入判斷邏輯選擇,解決了關(guān)鍵路徑問題。 4、基于浮點運算特征的細(xì)粒度門控時鐘優(yōu)化技術(shù)�；诓煌\算精度的門控時鐘技術(shù),在浮點單精度運算時徹底關(guān)閉空閑的低位數(shù)據(jù)以降低功耗。基于異常預(yù)測的門控時鐘技術(shù),通過預(yù)測當(dāng)前指令發(fā)生異常的情況,在預(yù)測到異常發(fā)生時關(guān)閉整個數(shù)據(jù)通路的時鐘,消除冗余動態(tài)功耗�；谶\算結(jié)果預(yù)測的門控時鐘技術(shù),操作數(shù)為零或者無窮時根據(jù)指令類型預(yù)測運算結(jié)果,并關(guān)閉相應(yīng)的數(shù)據(jù)通路的時鐘以減少動態(tài)功耗。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：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;蔡亞東;;去偏轉(zhuǎn)換量測Kalman濾波器的FPGA實現(xiàn)[J];電光與控制;2011年09期

2 ;超級計算機世界500強發(fā)布我“天河一號”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現(xiàn)[J];云南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年04期

7 袁一鳴;段鳳陽;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Lee濾波算法設(shè)計與實現(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可行性評估[J];計算機工程;2011年13期

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

相關(guān)會議論文 前10條

1 何林順;王仁華;;漢字語音輸入系統(tǒng)[A];第二屆全國人機語音通訊學(xué)術(shù)會議論文集[C];1992年

2 緱新科;周又和;;壓電智能梁振動的測量與控制[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'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)中國電子儀器發(fā)展戰(zhàn)略研討會文集[C];2004年

4 王仁華;;語聲身份確認(rèn)系統(tǒng)[A];第一屆全國語言識別學(xué)術(shù)報告與展示會論文集[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2005年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

6 王寶利;李昌立;關(guān)定華;;漢語人機對話系統(tǒng)中基于浮點DSP芯片TMS320C40的高速并行處理系統(tǒng)[A];第三屆全國人機語音通訊學(xué)術(shù)會議論文集[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的設(shè)計[A];全國第十二次光纖通信暨第十三屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

8 白德風(fēng);呂長志;王羽;張U，

本文編號：2704326