一种基于SRT-8算法的SIMD浮点除法器的设计与实现-论文.pdf

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1、CN43一l258／TP计算机工程与科学第36卷第5期2014年5月ISSNlOO7一l3OXComputerEngineering&ScienceVo1．36，No．5，May．2014文章编号：1007～130X(2014)05—0797—07一种基于SRT一8算法的SIMD浮点除法器的设计与实现邓子椰，陈书明，彭元喜，雷元武(国防科学技术大学计算机学院，湖南长沙410073)摘要：在科学计算、数字信号处理、通信和图像处理等应用中，除法运算是常用的基本操作之一。基于SRT一8除法算法，设计一个SIMD结构的IEEE一7

2、54标准浮点除法器，在同一硬件平台上能够实现双精度浮点除法和两个并行的单精度浮点除法。通过优化SRT一8迭代除法结构，提出商选择和余数加法的并行处理，并采用商数字存储技术降低迭代除法的计算延时，提高频率。同时，采用复用策略减少硬件资源开销，节省面积。实验表明，在4Onm工艺下，本设计综合cell面积为186O1．9681m。，运行频率可达2．5GHZ，相对传统的SRT一8实现关键延迟减少了23．81。关键词：SRT一8；SIMD；浮点除法器；双精度浮点；SIMD单精度浮点中图分类号：TP303文献标志码：Adoi：i0．3

3、969／j．issn．1007—130X．2O14．05．004Designandcli‘mpDlementationofaSIlMDfloating。。pointdividerbasedonSRT-8DENGZi—ye，CHENShu—ming，PENGYuan—xi，LEIYuan—WU(CollegeofComputer，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，China)Abstract：Intheareaofscientificcomputing，

4、digitalsignalprocessing，communicationandimageprocessing，divisionisoneofthewidelyusedbasicoperations．BasedonSRT一8algorithm，aSIMDfloating—pointdividerisdesigned，whichiscompatibletoIEEE一754standard．Thedividersupportsonedoubleprecisionfloatingpointdivisionandtwoparall

5、elsingleprecisionfloatingpointdivisiononthesamehardwareplatform．Itreducestheiterativedivisioncalculationtimedelayandimprovesthefrequen—cybyoptimizingtheSRT一8iterativedivisionstructure，choosingparallelprocessingofquotientandresi—dueaddition，andadoptingrapidstoraget

6、echnique．Besides，itreduceshardwareresourcesandsavesareabyadoptingreusestrategy．Experimentsshowthatthesynthesizedcellareais186O1．9681ptmandthefrequencyreachesupto2．5GHzwith4Onmtechnologylibrary，andthelatencyofoperationisreducedby23．81incomparisontothetraditionalimp

7、lementationbasedonSRT一8．Keywords：SRT一8；SIMD；floating—pointdivision；doubleprecisionfloating—point；SIMDsingleprecisionfloating—point技术的发展，针对各个应用领域的处理器相继出引言现，特别是DSP、MMP等专用处理器，这些处理器的应用需求使得除法应用越来越广泛；而通用处理浮点除法运算是基本操作之一。在早期的计器中也大部分实现了浮点除法，如AMD—K7、Intel算机中，除了除法本身的复杂性外，除法的

8、不频繁Corei7和IntelItanium】等等。同时，各种应用使用导致了人们对除法效率的忽略。随着VISI的处理器对计算速度、芯片面积以及功耗大小的要收稿日期：2013-07—05；修回日期：20131112通信地址：410073湖南省长沙市国防科学技术大学计算机学院Address：Collegeo