專利名稱：一種定點(diǎn)除法部件中提前終止循環(huán)計(jì)算的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微處理器體系結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種定點(diǎn)除法部件中提前終止循環(huán)計(jì)算的方法。尤其是微處理器中定點(diǎn)除法部件的處理方法。
背景技術(shù)：
定點(diǎn)除法是處理器(包括一些DSP和嵌入式芯片)中的非常重要功能部件，該部件的性能是影響處理器性能的一個(gè)重要方面。定點(diǎn)除法的實(shí)現(xiàn)方法比較多，本發(fā)明涉及的領(lǐng)域主要是針對(duì)使用SRT算法(參照文獻(xiàn)M.D.Ercegovac and T.Lang，Division and Square RootDigitRecurrence Algorithms and Implementations，Kluwer AcademicPublishers，Norwell，Mass.，1994.)實(shí)現(xiàn)的定點(diǎn)除法部件。
SRT算法是一種數(shù)字循環(huán)算法，該算法是采用減法方法進(jìn)行循環(huán)計(jì)算得到結(jié)果。在每次循環(huán)過程中，該算法得到最后的商結(jié)果中固定的位數(shù)。SRT算法除法的循環(huán)算法，可以由下面的表達(dá)式來定義w[j+1]＝rw[j]-dqj+1w
＝x其中，x表示被除數(shù)；w[j+1]表示第j次循環(huán)之后的部分余數(shù)；r表示SRT算法的基；d表示除數(shù)；qj+1表示第j次循環(huán)得到的商。從上述定義中，可以看出qj+1值由d，rw[j]組成的函數(shù)決定，這個(gè)函數(shù)稱為商選擇函數(shù)qj+1＝SEL(w[j]，d)一般采用SRT算法的定點(diǎn)除法部件，是采用固定循環(huán)次數(shù)的處理方法，嚴(yán)格按照算法來實(shí)現(xiàn)。例如采用基4的SRT算法，每次循環(huán)得到2位結(jié)果，對(duì)于單精度的定點(diǎn)除法來說至少需要16次循環(huán)才能得到最后結(jié)果；而對(duì)于雙精度的定點(diǎn)除法來說，至少需要循環(huán)32次才能得到最后結(jié)果。
然而，在實(shí)際運(yùn)算中，根據(jù)SRT算法的商選擇函數(shù)可以知道，如果當(dāng)部分余數(shù)和(w[j])為0時(shí)，那本次循環(huán)得到固定位數(shù)的值為0，同時(shí)可以得到下一次循環(huán)開始的部分余數(shù)(w[j+1])也為0。所以在SRT算法執(zhí)行過程中，如果發(fā)現(xiàn)部分余數(shù)為0時(shí)，就可以停止循環(huán)算法，并且得出此后每次循環(huán)得到固定位數(shù)的值都為0，并且最后的余數(shù)為0。
本發(fā)明就是利用以上特點(diǎn)減少定點(diǎn)除法循環(huán)的次數(shù)，提高定點(diǎn)除法部件的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種定點(diǎn)除法部件中提前終止循環(huán)計(jì)算的一種新型處理方法對(duì)使用SRT算法的定點(diǎn)除法部件來說，在執(zhí)行定點(diǎn)除法循環(huán)計(jì)算過程中，如果發(fā)現(xiàn)部分余數(shù)為零，則立即停止循環(huán)，然后，根據(jù)SRT算法的基數(shù)以及完成定點(diǎn)除法需要的循環(huán)次數(shù)與停止循環(huán)時(shí)已經(jīng)執(zhí)行的循環(huán)次數(shù)的差值調(diào)整商，并得出余數(shù)為0，從而達(dá)到減小循環(huán)次數(shù)，加快定點(diǎn)除法速度同時(shí)降低功耗的目的。
一種定點(diǎn)除法部件中提前終止循環(huán)計(jì)算的方法其步驟如下；1)根據(jù)定點(diǎn)除法的兩個(gè)操作數(shù)，計(jì)算得出最后結(jié)果需要循環(huán)次數(shù)；2)根據(jù)SRT算法，執(zhí)行循環(huán)計(jì)算，得出每次循環(huán)的結(jié)果；與此同時(shí)判斷部分余數(shù)是否為0，如果部分余數(shù)為0，則立即停止循環(huán)計(jì)算，同時(shí)給出停止循環(huán)計(jì)算的信號(hào)，并且給出最后余數(shù)為0的信號(hào)；如果部分余數(shù)不為0，則繼續(xù)循環(huán)計(jì)算，直到本次循環(huán)次數(shù)等于需要循環(huán)的次數(shù)；3)計(jì)算需要循環(huán)次數(shù)和停止循環(huán)計(jì)算時(shí)已經(jīng)執(zhí)行循環(huán)次數(shù)之間的差值；并根據(jù)該值調(diào)整最后的商，即對(duì)得到的商做向左移位處理，移動(dòng)的位數(shù)為該差值乘以SRT算法基數(shù)的對(duì)數(shù)；假如SRT算法基數(shù)為2n，則需要向左移動(dòng)的位數(shù)為該差值乘以n位。
具體實(shí)施例方式
下面，我們將以8位無符號(hào)的定點(diǎn)除法，基4的SRT算法為例，進(jìn)一步說明本發(fā)明的方法。假如兩個(gè)操作數(shù)分別為被除數(shù)128，除數(shù)4，其二進(jìn)制表示如下被除數(shù)opb＝1000,0000(128)除數(shù) opa＝0000,0100(4)第一步根據(jù)以上被除數(shù)和除數(shù)的值，計(jì)算需要循環(huán)的次數(shù)為4次；第二步使用基4的SRT算法計(jì)算，在執(zhí)行2次循環(huán)后，得到商為0000,0010，余數(shù)為0000,0000，根據(jù)本發(fā)明的原理，立即停止循環(huán)計(jì)算。
第三步對(duì)商進(jìn)行調(diào)整；計(jì)算得出需要循環(huán)的次數(shù)與停止循環(huán)時(shí)已執(zhí)行循環(huán)的次數(shù)的差值為2，而SRT算法采用的是基4，所以需要向左移動(dòng)2×2＝4位，得到最后商為0010,0000。在本例子中，我們的發(fā)明處理方法比傳統(tǒng)方法的處理方法減少2次循環(huán)計(jì)算。
比較本發(fā)明與一般定點(diǎn)除法部件的處理方法，我們顯然可以看出本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)1)加快計(jì)算速度；一般定點(diǎn)除法方法，不能充分利用SRT算法部分余數(shù)和為0的特性加快除法的計(jì)算速度。實(shí)際情況中，參與定點(diǎn)除法一部分?jǐn)?shù)符合以上描述的特點(diǎn)，即得到的商結(jié)果后面位數(shù)是連續(xù)的0，并且最后余數(shù)為0。我們的發(fā)明處理方法可以減小這類數(shù)的循環(huán)次數(shù)，從而加快計(jì)算速度，而不象一般定點(diǎn)除法部件對(duì)待任何數(shù)都需要固定的循環(huán)次數(shù)。
2)減小功耗；因?yàn)榧涌煊?jì)算速度，減少了需要循環(huán)次數(shù)，所以同時(shí)能減少定點(diǎn)除法部件的功耗。
本發(fā)明的方法對(duì)使用SRT算法的定點(diǎn)除法部件來說，在執(zhí)行定點(diǎn)除法循環(huán)計(jì)算過程中，如果發(fā)現(xiàn)部分余數(shù)為零，則立即停止循環(huán)。然后根據(jù)SRT算法的基數(shù)以及完成定點(diǎn)除法需要的循環(huán)次數(shù)與停止循環(huán)時(shí)已經(jīng)執(zhí)行的循環(huán)次數(shù)的差值調(diào)整商，并得出余數(shù)為0。為當(dāng)代微處理器加快定點(diǎn)除法部件的計(jì)算速度同時(shí)降低該部件功耗提供了一種新型的處理方法。
本發(fā)明可應(yīng)用在“龍芯”2處理器中。
權(quán)利要求
1.一種定點(diǎn)除法部件中提前終止循環(huán)計(jì)算的一種新型處理方法其特征在于，對(duì)使用SRT算法的定點(diǎn)除法部件來說，在執(zhí)行定點(diǎn)除法循環(huán)計(jì)算過程中，如果發(fā)現(xiàn)部分余數(shù)為零，則立即停止循環(huán)，然后，根據(jù)SRT算法的基數(shù)以及完成定點(diǎn)除法需要的循環(huán)次數(shù)與停止循環(huán)時(shí)已經(jīng)執(zhí)行的循環(huán)次數(shù)的差值調(diào)整商，并得出余數(shù)為0，從而達(dá)到減小循環(huán)次數(shù)，加快定點(diǎn)除法速度同時(shí)降低功耗。
2.一種定點(diǎn)除法部件中提前終止循環(huán)計(jì)算的方法，其步驟如下1)根據(jù)定點(diǎn)除法的兩個(gè)操作數(shù)，計(jì)算得出最后結(jié)果需要循環(huán)次數(shù)；2)根據(jù)SRT算法，執(zhí)行循環(huán)計(jì)算，得出每次循環(huán)的結(jié)果；與此同時(shí)判斷部分余數(shù)是否為0，如果部分余數(shù)為0，則立即停止循環(huán)計(jì)算，同時(shí)給出停止循環(huán)計(jì)算的信號(hào)，并且給出最后余數(shù)為0的信號(hào)；如果部分余數(shù)不為0，則繼續(xù)循環(huán)計(jì)算，直到本次循環(huán)次數(shù)等于需要循環(huán)的次數(shù)；3)計(jì)算需要循環(huán)次數(shù)和停止循環(huán)計(jì)算時(shí)已經(jīng)執(zhí)行循環(huán)次數(shù)之間的差值；并根據(jù)該值調(diào)整最后的商，即對(duì)得到的商做向左移位處理，移動(dòng)的位數(shù)為該差值乘以SRT算法基數(shù)的對(duì)數(shù)；假如SRT算法基數(shù)為2n，則需要向左移動(dòng)的位數(shù)為該差值乘以n位。
全文摘要
本發(fā)明涉及微處理器體系結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，為當(dāng)代微處理器加快定點(diǎn)除法部件的計(jì)算速度同時(shí)降低該部件功耗提供了一種新型的處理方法。該方法對(duì)使用SRT算法的定點(diǎn)除法部件來說，在執(zhí)行定點(diǎn)除法循環(huán)計(jì)算過程中，如果發(fā)現(xiàn)部分余數(shù)為零，則立即停止循環(huán)。然后，根據(jù)SRT算法的基數(shù)以及完成定點(diǎn)除法需要的循環(huán)次數(shù)與停止循環(huán)時(shí)已經(jīng)執(zhí)行的循環(huán)次數(shù)的差值調(diào)整商，并得出余數(shù)為0。從而達(dá)到減小循環(huán)次數(shù)，加快定點(diǎn)除法速度同時(shí)降低功耗的目的。
文檔編號(hào)G06F7/52GK1485725SQ0315483
公開日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2003年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月20日
發(fā)明者劉華平, 胡偉武 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所