專利名稱：一種定點除法部件中提前終止循環(huán)計算的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微處理器體系結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種定點除法部件中提前終止循環(huán)計算的方法。尤其是微處理器中定點除法部件的處理方法。
背景技術(shù)：
定點除法是處理器(包括一些DSP和嵌入式芯片)中的非常重要功能部件，該部件的性能是影響處理器性能的一個重要方面。定點除法的實現(xiàn)方法比較多，本發(fā)明涉及的領(lǐng)域主要是針對使用SRT算法(參照文獻M.D.Ercegovac and T.Lang，Division and Square RootDigitRecurrence Algorithms and Implementations，Kluwer AcademicPublishers，Norwell，Mass.，1994.)實現(xiàn)的定點除法部件。
SRT算法是一種數(shù)字循環(huán)算法，該算法是采用減法方法進行循環(huán)計算得到結(jié)果。在每次循環(huán)過程中，該算法得到最后的商結(jié)果中固定的位數(shù)。SRT算法除法的循環(huán)算法，可以由下面的表達式來定義w[j+1]＝rw[j]-dqj+1w
＝x其中，x表示被除數(shù)；w[j+1]表示第j次循環(huán)之后的部分余數(shù)；r表示SRT算法的基；d表示除數(shù)；qj+1表示第j次循環(huán)得到的商。從上述定義中，可以看出qj+1值由d，rw[j]組成的函數(shù)決定，這個函數(shù)稱為商選擇函數(shù)qj+1＝SEL(w[j]，d)一般采用SRT算法的定點除法部件，是采用固定循環(huán)次數(shù)的處理方法，嚴格按照算法來實現(xiàn)。例如采用基4的SRT算法，每次循環(huán)得到2位結(jié)果，對于單精度的定點除法來說至少需要16次循環(huán)才能得到最后結(jié)果；而對于雙精度的定點除法來說，至少需要循環(huán)32次才能得到最后結(jié)果。
然而，在實際運算中，根據(jù)SRT算法的商選擇函數(shù)可以知道，如果當部分余數(shù)和(w[j])為0時，那本次循環(huán)得到固定位數(shù)的值為0，同時可以得到下一次循環(huán)開始的部分余數(shù)(w[j+1])也為0。所以在SRT算法執(zhí)行過程中，如果發(fā)現(xiàn)部分余數(shù)為0時，就可以停止循環(huán)算法，并且得出此后每次循環(huán)得到固定位數(shù)的值都為0，并且最后的余數(shù)為0。
本發(fā)明就是利用以上特點減少定點除法循環(huán)的次數(shù)，提高定點除法部件的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種定點除法部件中提前終止循環(huán)計算的一種新型處理方法對使用SRT算法的定點除法部件來說，在執(zhí)行定點除法循環(huán)計算過程中，如果發(fā)現(xiàn)部分余數(shù)為零，則立即停止循環(huán)，然后，根據(jù)SRT算法的基數(shù)以及完成定點除法需要的循環(huán)次數(shù)與停止循環(huán)時已經(jīng)執(zhí)行的循環(huán)次數(shù)的差值調(diào)整商，并得出余數(shù)為0，從而達到減小循環(huán)次數(shù)，加快定點除法速度同時降低功耗的目的。
一種定點除法部件中提前終止循環(huán)計算的方法其步驟如下；1)根據(jù)定點除法的兩個操作數(shù)，計算得出最后結(jié)果需要循環(huán)次數(shù)；2)根據(jù)SRT算法，執(zhí)行循環(huán)計算，得出每次循環(huán)的結(jié)果；與此同時判斷部分余數(shù)是否為0，如果部分余數(shù)為0，則立即停止循環(huán)計算，同時給出停止循環(huán)計算的信號，并且給出最后余數(shù)為0的信號；如果部分余數(shù)不為0，則繼續(xù)循環(huán)計算，直到本次循環(huán)次數(shù)等于需要循環(huán)的次數(shù)；3)計算需要循環(huán)次數(shù)和停止循環(huán)計算時已經(jīng)執(zhí)行循環(huán)次數(shù)之間的差值；并根據(jù)該值調(diào)整最后的商，即對得到的商做向左移位處理，移動的位數(shù)為該差值乘以SRT算法基數(shù)的對數(shù)；假如SRT算法基數(shù)為2n，則需要向左移動的位數(shù)為該差值乘以n位。
具體實施例方式
下面，我們將以8位無符號的定點除法，基4的SRT算法為例，進一步說明本發(fā)明的方法。假如兩個操作數(shù)分別為被除數(shù)128，除數(shù)4，其二進制表示如下被除數(shù)opb＝1000,0000(128)除數(shù) opa＝0000,0100(4)第一步根據(jù)以上被除數(shù)和除數(shù)的值，計算需要循環(huán)的次數(shù)為4次；第二步使用基4的SRT算法計算，在執(zhí)行2次循環(huán)后，得到商為0000,0010，余數(shù)為0000,0000，根據(jù)本發(fā)明的原理，立即停止循環(huán)計算。
第三步對商進行調(diào)整；計算得出需要循環(huán)的次數(shù)與停止循環(huán)時已執(zhí)行循環(huán)的次數(shù)的差值為2，而SRT算法采用的是基4，所以需要向左移動2×2＝4位，得到最后商為0010,0000。在本例子中，我們的發(fā)明處理方法比傳統(tǒng)方法的處理方法減少2次循環(huán)計算。
比較本發(fā)明與一般定點除法部件的處理方法，我們顯然可以看出本發(fā)明有以下優(yōu)點1)加快計算速度；一般定點除法方法，不能充分利用SRT算法部分余數(shù)和為0的特性加快除法的計算速度。實際情況中，參與定點除法一部分數(shù)符合以上描述的特點，即得到的商結(jié)果后面位數(shù)是連續(xù)的0，并且最后余數(shù)為0。我們的發(fā)明處理方法可以減小這類數(shù)的循環(huán)次數(shù)，從而加快計算速度，而不象一般定點除法部件對待任何數(shù)都需要固定的循環(huán)次數(shù)。
2)減小功耗；因為加快計算速度，減少了需要循環(huán)次數(shù)，所以同時能減少定點除法部件的功耗。
本發(fā)明的方法對使用SRT算法的定點除法部件來說，在執(zhí)行定點除法循環(huán)計算過程中，如果發(fā)現(xiàn)部分余數(shù)為零，則立即停止循環(huán)。然后根據(jù)SRT算法的基數(shù)以及完成定點除法需要的循環(huán)次數(shù)與停止循環(huán)時已經(jīng)執(zhí)行的循環(huán)次數(shù)的差值調(diào)整商，并得出余數(shù)為0。為當代微處理器加快定點除法部件的計算速度同時降低該部件功耗提供了一種新型的處理方法。
本發(fā)明可應用在“龍芯”2處理器中。
權(quán)利要求
1.一種定點除法部件中提前終止循環(huán)計算的一種新型處理方法其特征在于，對使用SRT算法的定點除法部件來說，在執(zhí)行定點除法循環(huán)計算過程中，如果發(fā)現(xiàn)部分余數(shù)為零，則立即停止循環(huán)，然后，根據(jù)SRT算法的基數(shù)以及完成定點除法需要的循環(huán)次數(shù)與停止循環(huán)時已經(jīng)執(zhí)行的循環(huán)次數(shù)的差值調(diào)整商，并得出余數(shù)為0，從而達到減小循環(huán)次數(shù)，加快定點除法速度同時降低功耗。
2.一種定點除法部件中提前終止循環(huán)計算的方法，其步驟如下1)根據(jù)定點除法的兩個操作數(shù)，計算得出最后結(jié)果需要循環(huán)次數(shù)；2)根據(jù)SRT算法，執(zhí)行循環(huán)計算，得出每次循環(huán)的結(jié)果；與此同時判斷部分余數(shù)是否為0，如果部分余數(shù)為0，則立即停止循環(huán)計算，同時給出停止循環(huán)計算的信號，并且給出最后余數(shù)為0的信號；如果部分余數(shù)不為0，則繼續(xù)循環(huán)計算，直到本次循環(huán)次數(shù)等于需要循環(huán)的次數(shù)；3)計算需要循環(huán)次數(shù)和停止循環(huán)計算時已經(jīng)執(zhí)行循環(huán)次數(shù)之間的差值；并根據(jù)該值調(diào)整最后的商，即對得到的商做向左移位處理，移動的位數(shù)為該差值乘以SRT算法基數(shù)的對數(shù)；假如SRT算法基數(shù)為2n，則需要向左移動的位數(shù)為該差值乘以n位。
全文摘要
本發(fā)明涉及微處理器體系結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，為當代微處理器加快定點除法部件的計算速度同時降低該部件功耗提供了一種新型的處理方法。該方法對使用SRT算法的定點除法部件來說，在執(zhí)行定點除法循環(huán)計算過程中，如果發(fā)現(xiàn)部分余數(shù)為零，則立即停止循環(huán)。然后，根據(jù)SRT算法的基數(shù)以及完成定點除法需要的循環(huán)次數(shù)與停止循環(huán)時已經(jīng)執(zhí)行的循環(huán)次數(shù)的差值調(diào)整商，并得出余數(shù)為0。從而達到減小循環(huán)次數(shù)，加快定點除法速度同時降低功耗的目的。
文檔編號G06F7/52GK1485725SQ0315483
公開日2004年3月31日 申請日期2003年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月20日
發(fā)明者劉華平, 胡偉武 申請人:中國科學院計算技術(shù)研究所