[發明專利]開方運算的硬件實現方法以及開方運算器

有效

• 申請號: 201110215375.6
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102253924A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 楊博;方超;楊林;劉皓
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F17/15
• 分類號: G06F17/15
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 李明光

1.開方運算的硬件實現方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、輸入數據寄存器存儲待進行開n次方運算的數據，再進入步驟2，所述n為大于等于3的正整數；

步驟2、處理模塊確定中間值寄存器變量i的初始值，所述變量i為中間值寄存器的第i比特位；初始化中間值寄存器的第i比特位為1，其余比特位為0，再進入步驟3；

步驟3、處理模塊根據n的大小來控制乘法運算模塊對中間值寄存器中的值進行n次方運算，乘法運算模塊將結果輸出至中間結果寄存器，再進入步驟4；

步驟4、比較器比較輸入數據寄存器中的值與中間結果寄存器中的值的大小，并將比較結果反饋至處理模塊，再進入步驟5；

步驟5、處理模塊根據比較結果設置中間值寄存器：當輸入數據寄存器中的值大于中間結果寄存器中的值時，更新i為i-1，再設置中間結果寄存器的第i比特位為1，再進入步驟7；當輸入數據寄存器中的值小于中間結果寄存器中的值時，重新設置第i比特位為0，更新i為i-1，再設置第i比特位為1，再進入步驟7；當輸入數據寄存器中的值等于中間結果寄存器中的值時，進入步驟8；

步驟7、處理模塊判斷i是否為0，如是，則進入步驟8，如否，則返回步驟3；

步驟8、處理模塊控制中間值寄存器將當前存儲的值輸入結果寄存器，本次開方運算結束。

2.如權利要求1所述開方運算的硬件實現方法，其特征在于，步驟2中，處理模塊確定中間值寄存器變量i的初始值時，保證初始化后的中間值寄存器中的值在進行n次方運算后大于輸入數據寄存器的值。

3.如權利要求1所述開方運算的硬件實現方法，其特征在于，步驟4中，當開方運算結果設置為精確到小數位l，則處理模塊先控制比較器對輸入數據寄存器中的值做左移運算，左移l×n位得到輸入數據寄存器中左移后的值；比較器比較輸入數據寄存器中左移后的值與中間結果寄存器中的值的大小，并將比較結果反饋至處理模塊，再進入步驟5。

4.開方運算器，其特征在于，包括輸入數據寄存器、處理模塊、中間值寄存器、中間結果寄存器、開方結果寄存器、乘法運算模塊、比較器；

所述輸入數據寄存器，用于存儲待進行開n次方運算的數據，所述n為大于等于3的正整數；

所述處理模塊，用于初始化時，確定中間值寄存器變量i的初始值，所述變量i為中間值寄存器的第i比特位，初始化中間值寄存器的第i比特位為1，其余比特位為0，初始化設置完畢之后觸發乘法運算模塊；根據n的大小來控制乘法運算模塊進行n次方運算；

根據比較結果設置中間值寄存器，當輸入數據寄存器中的值大于中間結果寄存器中的值時，更新i為i-1，再設置中間結果寄存器的第i比特位為1，再判斷i是否為0，如是，則控制中間值寄存器將當前存儲的值輸入結果寄存器，如否，則觸發乘法運算模塊；當輸入數據寄存器中的值小于中間結果寄存器中的值時，重新設置第i比特位為0，再更新i為i-1，設置第i比特位為1，再判斷i是否為0，如是，則控制中間值寄存器將當前存儲的值輸入至結果寄存器中，如否，則觸發乘法運算模塊；當輸入數據寄存器中的值等于中間結果寄存器中的值時，直接控制中間值寄存器將當前存儲的值輸入結果寄存器；

所述中間值寄存器，用于存儲開方運算的中間值；

所述乘法運算模塊，用于對中間值寄存器的值進行n次方運算，將結果輸出至中間結果寄存器，并觸發比較器；

所述中間結果寄存器，用于存儲中間值進行n次方運算后的結果；

所述比較器，用于比較輸入數據寄存器中的值與中間結果寄存器中的值的大小，并將比較結果反饋至處理模塊；

所述開方結果寄存器，用于存儲開方運算的結果。

5.如權利要求4所述開方運算器，其特征在于，所述處理模塊，用于確定中間值寄存器變量i的初始值時，保證初始化后的中間值寄存器的值在進行n次方運算后大于輸入數據寄存器的值。

6.如權利要求4所述開方運算器，其特征在于，處理模塊用于，當開方運算結果設置為精確到小數位l，則處理模塊控制比較器對輸入數據寄存器中的值做左移運算；

所述比較器用于，對輸入數據寄存器中的值做左移運算，左移l×n位得到輸入數據寄存器中左移后的值，再比較輸入數據寄存器中左移后的值與中間結果寄存器中的值的大小。

7.如權利要求4所述開方運算器，其特征在于，所述乘法運算模塊為2個或2個以上的乘法器組成的流水線電路。

8.如權利要求4所述開方運算器，其特征在于，所述乘法運算模塊由一個乘法器構成。