[发明专利]进行浮点数的除法运算或平方根运算的运算装置和运算方法

说明书

技术领域

本发明涉及进行浮点数的除法运算或平方根运算的运算装置和运算 方法。

背景技术

在近年来的服务器计算机和个人计算机等信息处理装置的CPU(中 央处理装置)中，设置有如下的运算装置：作为命令集体系而准备各种 浮点数运算命令，执行相应浮点运算命令(例如参照下述专利文献1和2)。

作为浮点数的除法运算和平方根运算的运算算法，使用SRT (Sweeney-Robertson-Tocher)法、Newton-Raphson(ニユ一トン·ラプ ソン)法、Goldschmidt(ゴ一ルドシユミツト)法等运算方法。在这些 运算方法中，如以下的例子所示，采用循环处理。

1.SRT法

(1)除法运算

r(0)＝op1_frac

for n＝0 to n＝k

r(n+1)＝2{r(n)-q(n+1)*op2}

if      r(n)≒0，q(n+1)＝0

else if r(n)＞0，q(n+1)＝1

else if r(n)＜0，q(n+1)＝-1

n＝n+1

end

(2)平方根运算

r(0)＝op2_frac

for n＝0 to n＝k

r(n+1)＝2{r(n)-2q(n+1)*Q(n)-2(k-n-1)}

Q(n)＝∑(m＝1→n)2(k-m)*q(m)

    ＝partial quotient

if      r(n)≒0，q(n+1)＝0

else if r(n)＞0，q(n+1)＝1

else if r(n)＜0，q(n+1)＝-1

n＝n+1

end

2.乘法运算型运算方法(Goldschmidt法)

(1)除法运算

for n＝0 to n＝k

Gn＝Gn-1*Fn-1 G0＝OP2

Qn＝Qn-1*Fn-1 Q0＝OP1

Fn＝2-Gn     F0～1/OP2(table)

end

(2)平方根运算

for n＝0 to n＝k

Xn＝(Xn-1)^2*rn-1 X0＝OP2

Bn＝Bn-1*rn-1     B0＝OP2

rn＝1+1/2(1-Xn)(table)

end

图1是进行这种浮点数的除法运算和平方根运算的现有的运算装置 的结构图。图1的运算装置具有：寄存器11、12、15～18、21、22、26、 29、30；尾数部对位移位器13、14；选择器19、20、31；特殊操作数处 理电路23；指数部运算电路24；尾数部运算电路25；尾数部取整电路 27；以及尾数部归一化移位器28。

在两个操作数op1和op2是规定数据的情况下，特殊操作数处理电 路23不执行基于运算器的通常的运算处理，而执行相对于该规定的操作 数输出固定值数据的运算结果的特殊操作数处理或错误处理等例外处 理，指数部运算电路24执行op1和op2的指数部的运算。并且，尾数部 运算电路25执行op1和op2的尾数部的除法运算和平方根运算。

在这种浮点运算中，尾数部运算电路25的运算结果不一定限于归一 化数(后面进行说明)。进而，尾数部取整电路27对该运算结果实施取 整处理，但是，取整处理后，可能引起最高位比特的进位。因此，通常 在取整处理后由尾数部归一化移位器28对尾数部进行归一化移位，并且 经由寄存器29在指数部加上与该移位量对应的数值。

图2是图1的特殊操作数处理电路23的结构图。特殊操作数处理电 路23包含特殊操作数检测电路41和生成电路42。特殊操作数检测电路 41根据运算对象的操作数即op1和op2的值，检测需要特殊操作数处理 或例外处理的操作数，向生成电路42输出检测信号，并输出选择信号sel normal/special。