收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

低功耗浮点乘加部件的研究与优化

张勇慧  
【摘要】:浮点乘加部件(Multiply-Add Fused, FMA)是高性能微处理器中的核心运算部件之一,它的速度与功耗对整个微处理器性能具有很大的影响。随着应用技术对低功耗的要求不断增加,研究低功耗的浮点乘加部件的算法和设计优化技术,实现高性能低功耗的浮点乘加部件具有广泛的应用价值和重要的现实意义。 乘加不仅具有面积大、延迟长、功耗高的特点,特别是浮点乘加部件。如何从延迟、面积和功耗三个方面综合考虑乘法器设计是本文讨论的重点。论文主要从浮点乘加联合部件的结构,门级和电路级着手,研究和优化,以实现其低功耗。主要取得了以下几方面的工作成果。 1.编码是快速乘法运算的基础;考虑到编码结果对乘法电路翻转概率的影响,比较了乘法器的各种编码方式之后,选择了一种低功耗Booth编码方法。 2.部分积累加的过程是乘加运算中占用资源最多的一个部分。本文分析了CSA3:2压缩器和二叉树4:2压缩器等,设计了一种4:2压缩器,在面积,功耗方面都有很大提升。 3.前导0预测算法设计是高性能浮点乘加部件设计的重要一部分。本文的主要工作是提出了一种新的前导0预测错误纠正算法,该算法通过对传统非精确预测算法的结果进行并行地错误修正,从而实现了精确的前导0预测逻辑,并且与已有算法相比,该算法具有功耗和面积方面的较明显优势。 4.在本文中提出一种新的乘法器的架构以实现其低功耗设计,从架构级,把乘法电路分成更小的乘法器群组,减小电路的切换活动,进而实现减小功耗的目的。应用门控时钟技术和对输入数据进行预处理操作,使用Candence软件,采用0.18微米技术,测试中,所有可能的输入组合具有相同的概率。SPICE测试结果表明,这种结构可以节约功耗达13.36%


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 龚雪春,孙衍吉,陈旭华;一种用浮点除实现整除的方法[J];国防科技大学学报;1996年04期
2 ;计算机界动态[J];微电脑世界;1995年02期
3 苏伯珙;微代码全局压缩的实现及初步评价[J];小型微型计算机系统;1984年03期
4 王扬;;Transputer性能的测试比较[J];计算机仿真;1990年01期
5 ;高速浮点处理器[J];计算机工程与应用;1983年03期
6 丁士元,苏伯琪,郭锐;采用专家系统技术的微代码全局压缩实现研究[J];计算机工程与应用;1986年09期
7 苏伯珙,丁士元,金兰;微代码全局压缩的改进型路径调度法及其实现[J];计算机学报;1986年03期
8 王迎春,高德远,樊晓桠,牟澄宇;NRS FPU中浮点乘、除运算的合并设计[J];计算机研究与发展;2000年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 谢启华;高性能微处理器中浮点融合乘加部件的设计与实现[D];国防科学技术大学;2013年
2 赵齐;64位RISC流核心主流水线的设计及优化[D];国防科学技术大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978