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基于SOPC的十进制浮点乘法单元的设计与实现

唐佐侠  
【摘要】:传统计算机的数据处理方式受计算机原理所限均为二进制方式。数据的输入输出、存储显示乃至运算都需要进行反复的进制转换。随着各数据密集型计算领域的发展和分布式计算的需求,海量数据的十进制处理方式得到了越来越广泛的应用。设计并实现一个独立的十进制浮点乘法单元显得越来越重要。 本文以IEEE-754r标准为基础给出了一个基于SOPC技术的十进制浮点乘法器单元。新的IEEE-754r标准融合了IEEE 754标准和IEEE 854标准,加入了16位和128位的二进制浮点数格式和十进制浮点数格式。由于新标准的修订和十进制浮点乘法运算应用的广泛性,本模型设计在银行、金融、生物医学、医疗、天文地理、数据采集和图像压缩等专业领域具有一定的实际意义。本乘法器单元采用最新的Signed-Digit radix系列并行算法中的Signed-Digit radix-4,结合新型BCD编码方式进行十进制浮点数分解运算。Signed-Digit radix-4算法与常规浮点乘法的算法相比,能够快速减少两个操作数的部分积。 本文采用EDA技术体系中的SOPC技术,在SOPC实验平台上设计并实现了一个64位的十进制浮点乘法单元;研究了基于SOPC技术的十进制浮点乘法单元设计与实现的思想和方法;利用SOPC技术的灵活性、低功耗性、微封装性,将该模型封装成独立的IP核;配合实验平台提供的软嵌入式CPU核进行验证,保证系统的可移植性。 基于SOPC技术的十进制乘法浮点单元与传统二进制浮点运算单元相比,具有运算范围更宽、计算精度更高、应用范围更广等特点。生活中处理的数据大多数是十进制数据,而普通处理器在处理十进制数据时需要反复进行十进制与二进制之间的转换,这就浪费了大量时间。因此,本系统在需要海量数据处理,以及实时性要求较高的场合,具有一定的实际意义。


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