基于ARMv7浮點(diǎn)指令集的FPU設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文深入研究了浮點(diǎn)部件體系結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法，并基于ARM的浮點(diǎn)指令集設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款支持單、雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算的FPU。設(shè)計(jì)的FPU共實(shí)現(xiàn)了28條浮點(diǎn)指令，其中包括浮點(diǎn)加減、浮點(diǎn)乘、浮點(diǎn)乘加融合、浮點(diǎn)乘加、浮點(diǎn)除法、浮點(diǎn)平方根以及浮點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)、加載指令。采用5級(jí)流水的方式實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)PU采用算數(shù)運(yùn)算部件共用舍入部件的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部件、浮點(diǎn)乘加融合部件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件、除法部件。其中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部件、浮點(diǎn)乘加融合部件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件采用了

2、全流水的方式實(shí)現(xiàn)，三個(gè)部件能夠并行的執(zhí)行指令。
　　文中的浮點(diǎn)除法部件在 SRT算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，使得改進(jìn)后的除法器能夠兼容開(kāi)方指令的執(zhí)行，相比傳統(tǒng)的SRT除法器，改進(jìn)后的除法器減少了除法和開(kāi)方指令的執(zhí)行周期。在最優(yōu)情況下執(zhí)行除法指令的周期數(shù)僅為傳統(tǒng)SRT除法器的一半。改進(jìn)后的除法器在SMIC0.13μm工藝庫(kù)下，使用Design Complier綜合，并優(yōu)化調(diào)整關(guān)鍵路徑，使得其關(guān)鍵路徑延時(shí)控制在5ns以內(nèi)。
　　浮點(diǎn)