浮点融合乘加部件设计分析与尾数加电路定制设计
[Abstract]:The floating-point fusion multiplication and addition component (MAF) is the core component in modern microprocessors, and its operation speed directly affects the performance of microprocessors. The floating-point fusion multiplicative component has the advantages of large computational delay, complex structure and relatively high power consumption, so it is in the critical path. The research of floating-point fusion multiplying and adding parts has high application value. This paper studies and optimizes the 64-bit floating-point fusion multiplication and addition part in X processor, and analyzes and studies the key modules on the basis of supporting floating-point operation and integer operation. It is confirmed by comprehensive analysis that the performance of the whole floating-point fusion multiplicator is restricted by the 108-bit Mantissa added in the original design. By improving the structure of the Mantissa addition and customizing it, the overall performance of the floating-point fusion multiplicative adders is improved. The main work and contributions of this thesis are as follows: 1.DC comprehensive analysis, finding and analyzing key paths, searching for methods to improve the performance of integral floating-point fusion multiplication plus components; 2. In the last two stages of the Mantissa addition design, the carry-selective adder structure and the cyclic carry (End-Around-Carry) structure are used, respectively. In the carry-selection structure, the same parts of carry "0" and carry "1" make the area decrease further, and the performance is not affected. The last stage cyclic carry structure is adopted so that the one-step addition complement and the inverse addition of the final result are eliminated in addition operation; 3. The addition of 108-bit Mantissa was verified in 40nm process and the final result was obtained. The area occupied by the design is 1872. 82um 2. In the worst case, the Mantissa plus part operation delay is 350 pss, and the area is reduced by 20% compared with that before the improvement, and the performance is improved by 23%. Therefore, the addition of Mantissa is not the key path to restrict the performance of floating-point fusion multiplication.
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP332
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,本文编号:2363820
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