[發明專利]結構化混合位寬乘法運算方法及裝置

無效

• 申請號: 201210012465.X
• 申請日: 2012-01-16
• 公開（公告）號: CN102591615A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 李振濤;郭海勇;陳書明;郭陽;劉祥遠;唐濤;張科勛;溫亮;楊唐第
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G06F7/523
• 分類號: G06F7/523
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 周長清

1.一種結構化混合位寬乘法運算方法，其特征在于其實施步驟如下：

1）輸入乘數、被乘數以及包含運算類型、符號位的運算控制信號；

2）根據所述運算類型對乘數、被乘數進行拆分，根據所述符號位對拆分后的被乘數進行符號位擴展；

3）將拆分和符號位擴展后的乘數、被乘數分別送入兩個M×N乘法器進行布斯譯碼、部分積生成，并對所有M×N乘法器生成的部分積分別進行壓縮；

4）根據所述運算控制信號中的運算類型和符號位生成修正值；

5）將所述步驟3）壓縮得到的所有輸出結果與所述步驟4）得到的修正值進行壓縮得到乘法結果。

2.根據權利要求1所述的結構化混合位寬乘法運算方法，其特征在于：所述步驟1）中的運算類型包括1個M×2N乘法運算和2個(M/2)×N乘法運算。

3.根據權利要求2所述的結構化混合位寬乘法運算方法，其特征在于，所述步驟2）中根據運算類型對乘數、被乘數進行拆分的詳細步驟包括：如果所述運算類型為1個M×2N乘法運算，則將乘數拆分為高位乘數部分和低位乘數部分，被乘數保持不變；如果所述運算類型為2個(M/2)×N乘法運算，則將乘數拆分為高位乘數部分和低位乘數部分，并將M位被乘數拆分為均為M/2位的高位被乘數部分和低位被乘數部分。

4.根據權利要求3所述的結構化混合位寬乘法運算方法，其特征在于，所述步驟2）中根據所述符號位對拆分后的被乘數進行符號位擴展的詳細步驟包括：如果所述運算類型為實現1個M×2N乘法運算，則被乘數保持不變；如果所述運算類型為實現2個(M/2)×N乘法運算，則將高位被乘數部分的低位擴展0，將低位乘數部分做符號擴展。

5.根據權利要求4所述的結構化混合位寬乘法運算方法，其特征在于，所述步驟3）中將拆分和符號位擴展后的乘數、被乘數分別送入兩個M×N乘法器具體是指：如果所述運算類型為實現1個M×2N乘法運算，則將高位乘數部分和被乘數送入一個M×N乘法器，將低位乘數部分和被乘數送入另一個M×N乘法器；如果所述運算類型為實現2個(M/2)×N乘法運算，則低位擴展0后的高位被乘數部分和被乘數送入一個M×N乘法器，將符號擴展后的低位乘數部分和被乘數送入另一個M×N乘法器。

6.根據權利要求5所述的結構化混合位寬乘法運算方法，其特征在于：所述步驟4）中根據所述運算控制信號中的運算類型和符號位生成修正值的詳細步驟包括：如果所述運算類型為實現1個M×2N乘法運算，則生成修正值為0；如果所述運算類型為實現2個(M/2)×N乘法運算，且所述符號擴展后的低位乘數部分和被乘數的運算結果為負數，則生成修正值的(M/2)＋N位為1，其余位為0。

7.根據權利要求1～6中任意一項所述的結構化混合位寬乘法運算方法，其特征在于，所述步驟3）中對所有M×N乘法器生成的部分積進行壓縮的具體步驟包括：首先將所有M×N乘法器生成的部分積按照陣列或者樹形排列，然后將所述排列中每一位上的多個部分積進行壓縮得到以冗余表示方式的結果。

8.一種結構化混合位寬乘法運算裝置，其特征在于：包括用于根據運算控制信號將輸入的乘數、被乘數進行拆分以及符號位擴展的操作數選擇擴展單元（1）、第一M×N乘法器（21）、第二M×N乘法器（22）、用于修正乘法運算結果中低位乘法符號位的修正單元（3）、用于將修正單元（3）輸出的修正值與乘法運算的結果進行壓縮得到乘法結果的最終乘積運算單元（4），所述操作數選擇擴展單元（1）分別通過第一M×N乘法器（21）、第二M×N乘法器（22）、修正單元（3）與所述最終乘積運算單元（4）相連。

9.根據權利要求8所述的結構化混合位寬乘法運算裝置，其特征在于：所述第一M×N乘法器（21）和第二M×N乘法器（22）為結構相同的乘法器模塊，所述乘法器模塊包括依次串聯的布斯譯碼模塊（23）、部分積產生模塊（24）、部分積壓縮模塊（25），所述布斯譯碼模塊（23）的輸入端與操作數選擇擴展單元（1）相連，所述部分積壓縮模塊（25）的輸出端與最終乘積運算單元（4）相連。

10.根據權利要求9所述的結構化混合位寬乘法運算裝置，其特征在于：所述部分積壓縮模塊（25）包括用于存儲所述部分積產生模塊（24）輸出部分積的部分積存儲結構和用于將部分積存儲結構中存儲的部分積壓縮處理的壓縮處理邏輯，所述部分積存儲結構的輸入端與所述部分積產生模塊（24）相連，所述部分積存儲結構的輸出端通過壓縮處理邏輯與所述最終乘積運算單元（4）相連，所述部分積存儲結構為樹形結構或者陣列結構。