[发明专利]基于掩码的数据反转桶形移位器

说明书

技术领域

本发明主要涉及到微处理器中关键运算部件一移位器的设计领域，特指一种基于掩码的数据反转桶形移位器。

背景技术

移位器被集成在各类微处理器中，用来完成微处理器中要执行的各种移位指令和微操作。移位器被集成在处理器中的主要作用有：完成地址产生以及算术逻辑运算等功能，在浮点运算、多媒体数字信号处理、加密/解密、串/并转换、随机数生成以及校验都有广泛的应用。移位运算既属于算术运算，又属于逻辑运算。任何计算机都含有移位指令。作为一种指令，它可以独立地被执行；作为一种微操作，它又可以伴随其他运算型指令之中被执行。移位指令或操作主要包括算术左移和右移、逻辑左移和右移以及循环左移和右移。

当前高性能移位器主要有桶形移位器和对数移位器。桶形移位器如图1所示，对数移位器如图2所示。这类移位器主要是基于选择开关实现的。在这两种移位器中，桶形移位器是目前各种微处理器中最常用的功能单元。

但是，当前的桶形移位器和对数移位器有以下缺点：

(1).一般只适合于单一移位的功能，对于多种移位功能实现复杂；

(2).为了在一个移位器中实现多种移位功能，需要通过对基于选择开关移位器作一定的修改来实现，这种实现方法代价较高，结构复杂。

发明内容

本发明要解决的问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、适用范围广、可配置性好、移位速度快、精度高的基于掩码的数据反转桶形移位器。

为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种基于掩码的数据反转桶形移位器，其特征在于：它包括三条数据通道，第一条数据通道为移位通道，数据先经过一次数据次序反转模块，对其循环右移，而后通过YMASK模块对其操作方式选择，接着通过TMASK模块对其实现操作类型选择，最后再通过数据次序反转模块，第二条数据通道为生成零标识位的数据通道，数据依次通过FMASK模块、PMASK模块以及ZMASK模块后生成零标识位，第三条数据通道为溢出标识位的数据通道。

所述FMASK模块的功能为：对于64×1操作，生成的64位输出fmask[63:0]由首b位‘0’和尾64-b位‘1’组成；对于32×2操作，生成的64位输出fmask[63:0]由2组首b位‘0’和尾32-b位‘1’组成；对于16×4操作，生成的64位输出fmask[63:0]由4组首b位‘0’和尾16-b位‘1’组成。

所述PMASK模块用来区分操作类型，即若是循环移位，则pmask为全1，若是算术和逻辑移位则pmask＝fmask，如下式(1)

pmask_i＝fmask_i+rotate    (0≤i≤63)    (1)。

所述ZMASK模块用来吸收未移出的数据，屏蔽已移出的数据，zmask模块中的算法可由式(2)至式(6)给出，其中en16、en32和en64分别表示16×4、32×2和64×1模式，p为表示pmask模块的简写：