相容性算術單元設計

Abstract

本論文提出一個以 2為基底和一個以4 為基底的浮點算術單元設計，此算術單元包含 了開平方根、除法和乘法三種算術運算。它是以結合三種算術運算的演算法和根據IE EE浮點算術標準規格而將其有效的設計在一個相容的硬體架構上。這所設計的浮點算 術單元是適合應用在一般數位訊位處理和影像處理上。我們經經由Layout的繪製和模 擬分別對以 2為基底和以 4為基底設計出一個完整的算術運算單元。若將兩個算術單 元加以比較，以 2為基底的算術單元具有較簡單的架構，以 4為基底的算術單元具有 較快的運算速度，我們可依實際應用上的考慮而加以選擇，使此算術單元能發揮最大 的功能。 在設計上，為了配合開根號和除法從高位元先算的特性，我們提出一個由高位元先算 的乘法演算法，這演算法可以完美的配合開根號和除法演算法的特性，使三種運算可 以較低的成本建立在一個相容的硬體架構上且適合超大型積體電路的設計。在硬體架 構中，我們使用儲存進位(Carry-save)的方法來做加法的處理使其有較快的運算速度 ，且所得的符號位元(Signed-digit)結果是同步的方式將其轉為一般二進位的表示。 而對於開根號和除法兩種運算，在同步的轉換過程中也同時完成四捨五入的處理。 所以，此算術單元有簡單、快速和面積小的優點且適用於一般數位訊號處理。