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參數化可配置IP核浮點運算器的設計與實現

作者: 時間:2011-07-04 來源:網絡 收藏

(2)根據IEEE-754標準的乘法的基本原理,對于兩個數的乘法,可將其分解為7個步驟[7]:符號、指數、尾數移位、尾數、規格化、指數調整、舍入。根據這7個步驟,對加/減法進行運算的細化, 在細化流程的基礎上,根據IEEE-754標準的浮點格式的限制及異常處理,劃分浮點數乘法運算電路的功能模塊。圖6是浮點乘法器的功能模塊

3 綜合與仿真
3.1綜合

綜合是使用指定的元件,通過綜合工具將一個從硬件描述(VHDL)轉變為一個電路的過程,是VHDL在數字中不可缺少的一步[8]。而綜合工具可大大縮短數字系統的設計周期,設計人員只需在高層對系統進行綜合,可大大提高設計效率,縮減系統開發時間。
依據在化浮點加法器和浮點乘法器的,設定wE=8,wM=23,分別采用RCA和BCLA,使用Xilinx ISE 10.1 在VirtexE XCV400E上分別綜合一個單精度浮點加法器,綜合結果如表2所示。

設定參數wE=8,wM=23,分別采用默認的方式和Booth綜合一個單精度浮點乘法器綜合結果如表3所示。

3.2 仿真
  仿真驗證是保證一個項目設計成功的重要方法。核的設計過程中,利用可編程邏輯器件進行電路驗證,對保證設計的正確性和投片成功十分重要。
依據仿真的基本方法,依照自底向上的仿真流程,在ModelSimPE環境下,對各模塊進行仿真驗證。圖7~圖9給出了仿真驗證的實例。其中,RCA模塊采用wM參數賦值8 bit,綜合成一個8 bit行波進位加法器,進行獨立的仿真驗證;Booth模塊采用wM參數賦值8,綜合成一個8×8位乘法器,進行獨立的仿真驗證。

本文對參數化核、浮點運算器設計的相關技術以及參數化在浮點運算器設計中的應用,作了比較深入的研究。給出了參數化核的設計方案和設計流程。依照IEEE-754標準,分析了浮點加/減法、乘法的基本原理,并細化設計了適合參數化的浮點運算器流程;最后在Xilinx ISE 10.1和Modelsim 6.6a平臺上進行了綜合與仿真。
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