[發(fā)明專利]一種用于存算融合式處理器架構(gòu)的定點(diǎn)數(shù)據(jù)動態(tài)截位方法

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• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114416021A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖貞杰;劉玉;胡孔陽;韓瓊磊;劉金良;周潔
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽芯紀(jì)元科技有限公司
• 主分類號: G06F7/499
• 分類號: G06F7/499;G06F7/48;G06F7/50
• 代理公司: 合肥律眾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34147
• 代理人: 趙娟

本發(fā)明公開了一種用于存算融合式處理器架構(gòu)的定點(diǎn)數(shù)據(jù)動態(tài)截位方法，將輸入的定點(diǎn)數(shù)據(jù)d_in中的截位數(shù)據(jù)d_cut，根據(jù)舍入模式向定點(diǎn)數(shù)據(jù)d_in高位的有效數(shù)據(jù)d_valid進(jìn)行舍入進(jìn)位處理，再對舍入進(jìn)位處理后的精確值d_precise的低out_w位進(jìn)行飽和處理后輸出，得到定點(diǎn)數(shù)據(jù)d_in截位后的輸出值d_out；舍入進(jìn)位處理由定點(diǎn)數(shù)據(jù)d_in的二進(jìn)制整數(shù)部分加上進(jìn)位值完成，進(jìn)位值由二進(jìn)制小數(shù)部分與特殊值相加形成，不同舍入模式對應(yīng)不同特殊值。本發(fā)明兼容IEEE 754中的五種標(biāo)準(zhǔn)舍入模式，解決了現(xiàn)有定點(diǎn)數(shù)據(jù)截位方法定點(diǎn)舍入模式單一的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及定點(diǎn)數(shù)據(jù)截位處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于存算融合式處理器架構(gòu)的定點(diǎn)數(shù)據(jù)動態(tài)截位方法。

背景技術(shù)

數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)的不斷發(fā)展，具有高速的數(shù)據(jù)處理能力和強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，能夠快速、實(shí)時地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號處理運(yùn)算，在各個領(lǐng)域得到應(yīng)用。定點(diǎn)DSP芯片相較于浮點(diǎn)DSP芯片，還具有價(jià)格較低、運(yùn)算速度較快、占用內(nèi)存單元較少等特點(diǎn)，應(yīng)用更為廣泛。

定點(diǎn)DSP芯片的處理器架構(gòu)內(nèi)部采用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示數(shù)據(jù)，若不經(jīng)過特殊處理，數(shù)據(jù)就是定點(diǎn)形式。在數(shù)字信號處理過程中，大量乘、加運(yùn)算會導(dǎo)致數(shù)據(jù)位寬的增加，從而需要增加硬件邏輯單元數(shù)量，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行截位。

目前，在定點(diǎn)數(shù)據(jù)截位電路中，為提高有效數(shù)據(jù)的精度，還需對截掉的尾數(shù)進(jìn)一步進(jìn)行舍入處理，而現(xiàn)有定點(diǎn)數(shù)據(jù)截位電路存在定點(diǎn)舍入模式單一的缺點(diǎn)。此外，現(xiàn)有的定點(diǎn)數(shù)據(jù)截位采用截取位寬固定的靜態(tài)截位方式，當(dāng)截取位寬需要根據(jù)需求變化時，便無法滿足需求，存在不具有可擴(kuò)展性、通用性低的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有定點(diǎn)數(shù)據(jù)截位處理方式存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種用于存算融合式處理器架構(gòu)的定點(diǎn)數(shù)據(jù)動態(tài)截位方法。

一種用于存算融合式處理器架構(gòu)的定點(diǎn)數(shù)據(jù)動態(tài)截位方法，將輸入的定點(diǎn)數(shù)據(jù)d_in中的截位數(shù)據(jù)d_cut，根據(jù)舍入模式向定點(diǎn)數(shù)據(jù)d_in高位的有效數(shù)據(jù)d_valid進(jìn)行舍入進(jìn)位處理，再對舍入進(jìn)位處理后的精確值d_precise的低out_w位進(jìn)行飽和處理后輸出，得到定點(diǎn)數(shù)據(jù)d_in截位后的輸出值d_out。

進(jìn)一步的，舍入進(jìn)位處理由定點(diǎn)數(shù)據(jù)d_in的二進(jìn)制整數(shù)部分加上進(jìn)位值完成，進(jìn)位值由二進(jìn)制小數(shù)部分與特殊值相加形成，不同舍入模式對應(yīng)不同特殊值。

進(jìn)一步的，舍入進(jìn)位處理具體包括以下步驟：

步驟A1，將定點(diǎn)數(shù)據(jù)d_in算術(shù)右移cut_n位，并在高位補(bǔ)上定點(diǎn)數(shù)據(jù)d_in的符號位，得到有效數(shù)移位值d_arsht，其中cut_n為截取位寬；

步驟A2，將定點(diǎn)數(shù)據(jù)d_in的低cut_max位邏輯左移cut_max-cut_n位，低位補(bǔ)0，得到的截位值d_llsht，其中cut_max＝in_w-out_w為最大截取位寬，in_w為輸入位寬，out_w為輸出位寬；

步驟A3，對截位值d_llsht進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，將其從cut_max位壓縮至2位，得到截位壓縮值d_cut_zip，壓縮算法為d_cut_zip[1]＝d_llsht[cut_max-1]，d_cut_zip[0]等于d_llsht低cut_max-1位數(shù)據(jù)進(jìn)行位或運(yùn)算的結(jié)果值；

步驟A4，將截位壓縮值與特殊值相加，得到進(jìn)位值(0或1)；

步驟A5，將有效數(shù)移位值d_arsht與進(jìn)位值相加，得到精確值d_precise。

進(jìn)一步的，飽和處理方式為：

當(dāng)精確值d_precise為正數(shù)且其值超出out_w位所能表示的正數(shù)范圍時，則發(fā)生上溢，輸出值d_out等于out_w位的011…1；