【摘 要】
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高精度计算、图形加速、数字信号处理等应用对浮点处理的要求越来越高,浮点运算单元(FPU)成为当代微处理器中一个重要组成部分。由于集成电路技术的发展,芯片的集成密度大大
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高精度计算、图形加速、数字信号处理等应用对浮点处理的要求越来越高,浮点运算单元(FPU)成为当代微处理器中一个重要组成部分。由于集成电路技术的发展,芯片的集成密度大大提高。FPU的设计是一个热点,但对于FPU的验证总体来说缺乏相应的关注。 本文来源于西北工业大学航空微电子中心所承担的“十五”国防预研项目(项目编号:41308010108),作者参与完成了32位嵌入式RISC微处理器“龙腾R2”的设计,该款微处理器在接口和指令集上同PowerPC750处理器完全兼容。本文主要讨论其中的加减法运算的模拟验证。 论文的主要工作如下: 测试系统的搭建; 按照经典的黄金模型法搭建了一个验证平台; 模型的划分; 将模型分为零次模型,一次模型,和二次模型,并分别产生测试向量; 掩码约束问题的解决; 解决掩码约束是本文的重点。设计了两种定点数生成器,根据加法和减法的本身特性按照对齐位置将加减法分别分为若干类,从而有效地利用了各自的特点,降低了运算成本; 范围约束问题的解决; 解决了以范围条件为约束的测试向量产生问题。 浮点运算单元基于SMIC 0.18um CMOS标准单元库综合的最长路径小于4.29ns,满足龙腾R2主频233MHz的设计要求。本论文的研究为设计和验证具有自主知识产权的高性能嵌入式微处理器积累了经验。
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