[发明专利]一种可配置多精度定点乘加装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字信号处理领域，特别涉及一种可配置多精度定点乘加装置。

背景技术

近年来，由于计算机的计算复杂度大大增加，微处理器尤其是数字信号处理器(DSP)对于定点乘法单元的功能和性能要求越来越高。处理器设计者投入更多精力在开发定点乘法单元上，使得定点乘法单元的电路结构有了很大的改进。

定点乘法单元通常分为两类，一类为可配置多精度的定点乘法单元，这类乘法单元可以实现定点的有符号、无符号数的乘法运算，并且支持多种精度的乘法运算；另一类为可配置的定点乘加单元，这类乘法单元可以实现定点的有符号、无符号数的乘法及乘加运算。

上述两类定点乘法单元分别存在如下缺陷：

第一类乘法单元具有比较高的灵活度，能够满足多种定点乘法运算的需要，但是不能实现乘加功能；第二类乘法单元能够实现乘法运算中出现频率很高的乘加运算，但是只能进行固定精度的运算。这两类乘法器在使用上都具有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别针对既能实现乘加运算，也能够满足多精度的功能需求，可以实现多种乘法及乘加运算，提供了一种可配置多精度定点乘加装置。

为实现上述目的，本发明实施例提出了一种可配置多精度定点乘加装置，包括第一级流水线、第二级流水线、第三级流水线和第四级流水线。

其中，第一级流水线包括操作数分配器、第一booth乘法器、第二booth乘法器、第三booth乘法器和第四booth乘法器，所述第一级流水线，用于将输入的数据按照运算模式进行分配，并将分配后的数据进行Booth编码和部分积压缩；

第二级流水线包括部分积分配器、可配置压缩阵列和第一可配置加法器，所述可配置压缩阵列，用于将来自所述部分积分配器的部分积进行压缩；

第三级流水线包括第二可配置加法器、第一多路选择器和第一饱和处理单元，当所述第二可配置加法器的计算结果溢出时，所述第一饱和处理单元对所述溢出的计算结果进行饱和处理；

第四级流水线包括第三可配置加法器、第二多路选择器、第三多路选择器、第四多路选择器和第二饱和处理单元，所述第三多路选择器，用于将来自所述第一饱和处理单元和第一可配置加法器的数据选择输出，所述第四多路选择器，用于将来自所述第二饱和处理单元和第一可配置加法器的数据选择输出。

本发明的可配置多精度定点乘加装置包括4个booth乘法器，每个乘法器能够完成两个16位定点数的乘法，得到两个32位部分积。并且多功能的可配置压缩阵列能够实现不同精度的部分积压缩，既能实现乘加运算，也能够满足多精度的功能需求，可以实现多种乘法及乘加运算。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的可配置多精度的定点乘加装置的结构示意图；

图2为图1中配置多精度定点乘加装置的电路结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明主要在于，通过多功能的可配置压缩阵列能够实现不同精度的部分积压缩，既能实现乘加运算，也能够满足多精度的功能需求，可以实现多种乘法及乘加运算。

为实现本发明的上述目的，本发明实施例提出了一种可配置多精度定点乘加装置。图1为该可配置多精度定点乘加装置的结构示意图。如图1所示，该装置采用四级流水线实现。

具体的说，第一级流水线将输入的数据按照运算模式进行分配，并将上述分配后的数据进行Booth编码和部分积压缩。上述第一级流水线包括操作数分配器以及第一至第四booth乘法器。结合图2所示，操作数分配器，将输入的数据根据第一操作码opcode指示的运算模式进行分配。