[发明专利]采用对数变换的计算机处理器及用方法

说明书

本发明与以下发明相关，这些发明已转让给本发明的同一受让人：

“采用对数函数的神经网络及其使用方法”，序列号为08/176,601，申请日为1994年1月3日。

“采用移位寄存器的指数电路及其使用方法”，序列号为08/401,515，申请日为1995年3月10日。

“累加器电路及其使用方法”，系列号为08/455,927，申请日为1995年5月31日。

“对数/反对数变换器及其使用方法”，系列号为08/381,368，申请日为1995年1月31日。

“采用二次项的对数、反对数变换器及其使用方法”，序列号为08/382,467，申请日为1995年1月31日。

上述有关发明的主题事物引用在这里，以供参考。

本发明涉及计算机，具体涉及一种具有多个处理部件的计算机处理器。

计算机处理器是公知的技术并已广泛应用于各种场合。计算机处理器的应用之一是数字信号处理(DSP)。按照定义，数字信号处理涉及到以数字或符号序列来表述信号和对这些信号处理的过程。DSP具有各种广泛的用途，其重要性诸如图型(Pattern)识别、无线电通信、电信、雷达、生物医学工程等等领域中尤为明显。

每个DSP系统的核心都是计算机处理器，用以对信号进行数学运算。通常，DSP系统接收到的信号首先被变换成为计算机处理器所应用的数字化格式。计算机处理器而后对这些经过数字化的信号执行一系列的数学处理。这些处理的目的有可能是为了评估信号的特性参数，或是为了将信号变换成为某种情况下更希望的形式。这类处理常常要实施复杂的数学运算和需要精细的数字处理。DSP系统中可能进行的数学运算例如包括矩阵乘法、矩阵反算、快速传里叶变换(FFT)、自相关和互相关、离散余弦变换(DCT)、多项式方程以及微分方程等，诸如那些已被用于近似无限脉冲响应(IIR)和有限脉冲响应(FIR〕滤波器中的运算。

计算机处理器在设计中和在功能上有很大的变化。处理器设计的一个方面是它的体系结构。通常，计算机体系结构这一术语是指处理器的指令组和组织方式。指令组是一组程序员可直观地用来对处理器进行编程的指令。另一方面，处理器的组织方式是指计算资源，例如总线结构、存储器安排和处理部件数量的整体结构和组成。广义上说，处理部件是计算机处理器中对其接收的数据进行逻辑或算术操作的一种装置。例如，处理部件可以仅简单地是指一个取两值之和的加法电路，但也可以复杂得像一个执行截然不同的各种操作的中央处理单元(CPU)。

现有很多不同的体系结构，从复杂的基于复数指令组计算机(CISC)的体系结构到基于归一化指令组计算机(RISC)的体系结构。此外，有些体系结构仅有一个处理部件，而另一些可包括二个或多个处理部件。尽管有多种示同的体系结构，但所有的计算机处理器都具有一个共同的目标，那就是以最低的成本提供最高的性能。不过，计算机处理器的性能在很大程度上取决于该处理器所应用于解决的问题，很少(如果有的话)低成本的计算机处理器能够以某些当今较高要求的运用中所需要的速度来执行以上列举的这些数字运算。例如，NTSC电视信号的MPEG数据压缩只能得利用昂贵的超级计算机或专用硬件来执行。

许多其他应用例如实时图像的矩阵变换需要数据通过速率均超过廉价的简单处理器如微处理机和商场供应的DSP芯片的能力。事实是，这些应用需要采用昂贵的多处理器或多处理计算机。虽然多处理器计算机一般都具有较高的数据通过速率，但他们含有复杂的指令组，编制程序通常很困难。

据此，现在需要一种既能以高速度执行数字运算、又价廉的计算机处理器。还需要计算机处理器其指令组简单而易于为实现所希望的数字运算进行程序编制。此外，还需要计算机处理器能具有高的数据通过速率，这样的处理器也应当具有小尺寸和消耗较低的电能。

本发明由本文所附的权利要求书加以精确的限定，但参照以下附图所作的详细说明将会更清楚地看到本发明的其他特点而能更好地理解本发明。

图1示出按照本发明的一个实施例的计算机处理器；

图2示出按照本发明的优选实施例的计算机处理器；

图3示出一个加法器树的示意图；

图4示出一个累加单元的示意图；

图5示出与一个累加单元相结合而使用的加法器树；

图6示出按照本发明的优选实施例的指令格式；

图7示出使用图1的计算机处理器来产生至少一个输出信号的方法的流程图；

图8示出使用图1的计算机处理器的方法的流程图；其中地址被分配给多个处理部件；