基于Goldschmidt算法的高性能双精度浮点除法器设计

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84902.261 8 μm2,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.

关键词：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

所属期刊栏目：35

分类号：TP301.6;TP342.2(计算技术、计算机技术)

资助基金：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

在线出版日期：2015-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1854-1857,1887