一种低功耗高吞吐的浮点数乘累加单元的实现方法

摘要

本发明公开了一种低功耗高吞吐的浮点数乘累加单元的实现方法。它的步骤如下：1）计算矢量点乘运算时，在N个周期内每周期输入一对操作数A与操作数B，前三级流水线执行操作数A与操作数B的浮点乘法操作；2）在第四级流水线将乘积进行权重转换，使尾数位宽增加，指数位宽减少；3）将转换后的乘积在第五级流水线进行累加操作，每周期完成一次乘积的累加；4）第六级流水线与第七级流水线完成权重的复原，在第N+6个周期输出最终乘累加的结果。本发明可完成任意长度N的矢量点乘运算,每周期计算一次乘累加,避免了处理器中寄存器的频繁存取操作。上述运算可以在N+6个周期内完成，兼容单精度与双精度浮点数，并有效降低浮点数运算的功耗。

主权项

1.一种低功耗高吞吐的浮点数乘累加单元的实现方法，其特征在于，它的步骤如下：1）提取计算矢量点乘运算的个数N，在N个周期内每周期输入一对操作数A与操作数B，前三级流水线执行操作数A与操作数B的浮点乘法操作，得到乘积结果，乘积结果采用进位保留形式传递给下一级；2）在第四级流水线将乘积进行位宽拓展，对于双精度浮点数将乘积从基2权重转换到基64权重，对于单精度浮点数将乘积从基2权重转换到基32权重，将权重提高以后，尾数位宽增加，指数位宽减少；3）将转换后的乘积在第五级流水线进行累加操作，累加的临时结果反馈到输入端，与下一周期输入的乘积继续累加，直到N次全部完成，从而消除流水线的停顿，到达每周期完成一次乘积累加，累加器采用4-2进位保留加法器；4）将进位保留结果通过第六级流水线与第七级流水线的最终加法器与移位器完成权重的复原，在第N+6个周期输出最终乘累加的结果。