[發(fā)明專利]數(shù)字信號(hào)處理的浮點(diǎn)除法運(yùn)算方法、系統(tǒng)及可讀介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010738576.3
• 申請(qǐng)日: 2020-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN111813371B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伍駿;李思彧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海賽昉科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F7/487
• 分類號(hào): G06F7/487
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31312
• 代理人: 余昌昊

1.一種數(shù)字信號(hào)處理的浮點(diǎn)除法運(yùn)算方法，其特征在于，所述方法在進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，首先通過(guò)查表獲得倒數(shù)值上限，利用計(jì)算獲得偏差，并進(jìn)行糾偏，得到浮點(diǎn)數(shù)的倒數(shù)，然后將浮點(diǎn)數(shù)的倒數(shù)輸入浮點(diǎn)數(shù)乘法器與被除數(shù)進(jìn)行乘法操作，最后得到浮點(diǎn)除法的結(jié)果；

計(jì)算32比特位的單精度浮點(diǎn)數(shù)時(shí)，在32位的單精度浮點(diǎn)數(shù)中尾數(shù)m占23比特位，指數(shù)e占8比特位，首先需確定其倒數(shù)的數(shù)值范圍，之后將范圍的上限減去相應(yīng)的偏差進(jìn)行糾正得到(1+m)倒數(shù)的值，由于m是一個(gè)大于等于0且小于1的數(shù)字，所以(1+m)的值介于1到2之間，將區(qū)間[1，2)進(jìn)行256等分，并預(yù)先計(jì)算好每一個(gè)等分點(diǎn)的倒數(shù)，最后通過(guò)尾數(shù)m的高8比特位進(jìn)行查表操作，通過(guò)查表確定(1+m)倒數(shù)值的區(qū)間，以及該區(qū)間的上限值，同時(shí)獲得該區(qū)間的間隔；

在將[1,2)區(qū)間進(jìn)行256等分之后，在每一個(gè)區(qū)間段內(nèi)各個(gè)點(diǎn)的倒數(shù)值是均勻變化的，其變化規(guī)律用一條斜率為負(fù)值的直線進(jìn)行擬合，該直線的斜率由區(qū)間上左右兩個(gè)端點(diǎn)的倒數(shù)值確定，使用尾數(shù)m的低15位進(jìn)行偏差糾正，利用尾數(shù)m的低15位以及所在區(qū)間的倒數(shù)值間隔得到尾數(shù)m的低15所對(duì)應(yīng)的倒數(shù)值偏差。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字信號(hào)處理的浮點(diǎn)除法運(yùn)算方法，其特征在于，在浮點(diǎn)運(yùn)算中，浮點(diǎn)數(shù)都按照下面公式來(lái)表示：

v＝(-1)s*(1+m)*2e，其中浮點(diǎn)數(shù)由三部分組成，包括1個(gè)比特位的符號(hào)位s，數(shù)個(gè)比特位的指數(shù)e，以及數(shù)個(gè)比特位的尾數(shù)m，因此其倒數(shù)利用下面公式表示：

1/v＝(-1)s*(1/(1+m))*2-e，對(duì)浮點(diǎn)數(shù)求倒數(shù)時(shí)，其符號(hào)位不會(huì)變化，所以結(jié)果符號(hào)位保留原值即可。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字信號(hào)處理的浮點(diǎn)除法運(yùn)算方法，其特征在于，所述浮點(diǎn)為64比特位的雙精度浮點(diǎn)數(shù)、32比特位的單精度浮點(diǎn)數(shù)以及16比特位的半精度浮點(diǎn)數(shù)和其他擴(kuò)展精度浮點(diǎn)數(shù)。

4.一種數(shù)字信號(hào)處理的浮點(diǎn)除法運(yùn)算系統(tǒng)，所述運(yùn)算系統(tǒng)用于執(zhí)行如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的數(shù)字信號(hào)處理的浮點(diǎn)除法運(yùn)算方法，其特征在于，包括浮點(diǎn)求倒數(shù)模塊和浮點(diǎn)數(shù)相乘模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字信號(hào)處理的浮點(diǎn)除法運(yùn)算系統(tǒng)，其特征在于，所述浮點(diǎn)求倒數(shù)模塊，工作時(shí)包括以下步驟：

S1.利用原始浮點(diǎn)數(shù)的符號(hào)位，指數(shù)確定該浮點(diǎn)數(shù)倒數(shù)的符號(hào)位與指數(shù)；

S2.利用尾數(shù)的高8位通過(guò)查表確定倒數(shù)的上限值；

S3.利用尾數(shù)的低15位計(jì)算倒數(shù)結(jié)果與上限值之間偏差；

S4.將上限值減去偏差得到最終的倒數(shù)結(jié)果。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字信號(hào)處理的浮點(diǎn)除法運(yùn)算系統(tǒng)，其特征在于，所述浮點(diǎn)數(shù)相乘模塊的工作步驟如下：

T1.利用兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的符號(hào)位進(jìn)行異或計(jì)算，獲得最終結(jié)果的符號(hào)位；

T2.將兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)部分相乘，并確定結(jié)果是否大于2，如果結(jié)果大于2則需要對(duì)結(jié)果左移一位；

T3.將兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的指數(shù)部分相加，并減去IEEE-754標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的指數(shù)偏差，如果尾數(shù)相乘大于2，那么還需要再加1；

T4.得到最終的結(jié)果。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字信號(hào)處理的浮點(diǎn)除法運(yùn)算系統(tǒng)，其特征在于，包括處理器以及存儲(chǔ)有執(zhí)行指令的存儲(chǔ)器，當(dāng)所述處理器執(zhí)行所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的所述執(zhí)行指令時(shí)，所述處理器硬件執(zhí)行如權(quán)利要求1至3中任一所述的數(shù)字信號(hào)處理的浮點(diǎn)除法運(yùn)算方法。

8.一種可讀介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的數(shù)字信號(hào)處理的浮點(diǎn)除法運(yùn)算方法。