[發明專利]用于求解數學函數的計算機及方法

有效

• 申請號: 201410593399.9
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104598432B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: K·H·李;S-J·李;M·戈埃爾
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: G06F17/15
• 分類號: G06F17/15
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

本發明公開了用于執行數學函數的計算機及方法。計算機的實施例包括運算級和驅動器級。運算級執行數學運算。驅動器級包括第一查找表和第二查找表，其中第一查找表包括用于使用第一精度水平計算至少一個數學函數的第一數據。第二查找表包括用于使用第二精度水平計算該至少一個數學函數的第二數據，其中第一精度水平高于第二精度水平。根據選定的精度水平，驅動器執行第一數據或者第二數據。

背景技術

一些計算機被用于執行復雜的數學函數，例如立方根和雙曲三角函數。這些復雜的數學函數需要許多循環來實現，這浪費時間并且使用大量能量。當計算機需要在短時期內計算許多復雜函數時，計算復雜函數所要求的長時間造成了問題。例如，如果計算機被用于引導飛機，計算機可能需要使用復雜函數計算來自多個傳感器的俯仰、傾斜以及橫滾。

計算復雜函數所需要的高能量需求成為以有限電力供應例如電池來運行的計算機的問題。復雜函數的計算需要許多循環，這主要利用電池。另外，高能量需求產生熱，這可以干擾計算機的運行。

發明內容

本發明公開了用于執行數學函數的計算機和方法。計算機的實施例包括運算級和驅動器級。運算級執行數學運算。驅動器級包括第一查找表和第二查找表，其中第一查找表包括用于使用第一精度水平計算至少一個數學函數的第一數據。第二查找表包括用于使用第二精度水平計算該至少一個數學函數的第二數據，其中第一精度水平高于第二精度水平。驅動器執行來自第一查找表或者第二查找表的數據，并且向運算級發送指令。

附圖說明

圖1是用于求解復雜數學函數的計算機的實施例的高級框圖。

圖2是說明由圖1的計算機的驅動器級計算的數學函數的示例的表。

圖3是說明由圖1的計算機計算的復雜函數的示例的表。

圖4是當圖1的計算機使用基本運算計算等式時其流圖。

圖5是當圖1的計算機計算函數sin(x)時其流圖。

圖6是描述圖1的計算機的操作的流程圖。

具體實施方式

本文中描述計算數學函數的計算機體系結構(有時在本文中被簡單地稱作計算機)以及方法。計算機和方法使用不同選項提供計算數學函數。在本文所描述的實施例中，第一選項使用高精度計算復雜函數。在這個選項中，許多指令必須被執行以計算單個復雜函數，這使用了大量能量。第二選項使用較低精度計算復雜函數。第二選項不要求如高精度選項那么多的指令，所以能夠使用較少的能量較快地求解復雜函數。高精度計算要求更多指令，并且因此通常需要比低精度計算更多的時間來完成。低精度計算使用比高精度計算更少的能量，并且可以在能量節約為重的情況下(例如，當能量來自電池供電的電源時)使用。這些情況包括其中在電池供電的器件上要求大量計算的情況。低精度選項使用比高精度選項更少的能量，所以對電池的消耗更少。

在某些實施例中，復雜函數被分解成使用簡單函數的指令。例如，雙曲正弦的計算可以通過求解指數函數以及除法和減法運算來執行。在本文所描述的實施例中，對指數函數的求解被存儲在查找表中。因此，計算機不需要直接計算雙曲正弦函數。相反，計算機僅需要求解指數函數以及減法和除法運算，這比直接計算雙曲正弦消耗更少的時間和能量。

參考圖1，圖1是計算機100的框圖。計算機100有時被稱作計算機體系結構。在圖1的實施例中，計算機100包括三級：指令級102、驅動器級104以及運算級106。指令級102接收指令以求解或者計算數學運算和函數，包括復雜的數學函數。在某些實施例中，指令級102也接收數或者值，函數針對該數或值被求解。另外，指令級102接收關于是使用高精度還是低精度求解函數的信息。