基于矢量运算的矢量浮点运算装置及方法

摘要

本发明提出的基于矢量运算的浮点运算装置，是一种新的硬件结构，包括一个矢量处理器、一个存储器、一个矢量浮点协处理器和一个矢量浮点协处理器存储器，矢量处理器与矢量浮点协处理器之间的总线接口可以采用通用的协处理器总线结构。通过采用协处理器的方式，在保证浮点所有运算的基础上，提高了浮点的运算速度及降低了设计的复杂度。

主权项

一种基于矢量运算的浮点运算装置，其特征在于，包括一个矢量处理器、一个存储器、一个矢量浮点协处理器和一个矢量浮点协处理器存储器，其中矢量处理器与矢量浮点协处理器之间的总线接口采用通用的协处理器总线结构，其中，所述的矢量处理器，用于执行指令代码中的矢量处理指令，解析指令代码并执行相应的运算，以及把不能执行的矢量浮点协处理器指令通过矢量浮点协处理器接口总线传送给矢量浮点协处理器；所述的存储器，用于存储矢量处理器的指令代码及执行指令代码所需的数据；所述的矢量浮点协处理器，用于执行指令代码中的矢量浮点协处理指令，解析指令代码并执行相应的矢量浮点运算；所述的矢量浮点协处理器存储器，用于在本地存储作为与被加载的数据字组合在一起而加以使用操作数的数据字；通过在本地存储频繁需要的数据字而将其拓展，从而使得在矢量处理器和矢量浮点协处理之间所需要的数据通道容量被有益的减少；其中，所述的矢量处理器包括指令存储单元、数据存储单元、指令读取和分发单元、矢量数据处理单元、矢量寄存器组；所述的矢量浮点协处理器，包括矢量浮点协处理器接口、指令队列和分发单元、矢量数据处理单元、矢量浮点寄存器组及转发单元；其中，所述的矢量浮点协处理器接口，用于把矢量处理器与矢量浮点协处理器连接起来，本接口采用局部总线协议；所述的指令队列和分发单元，用于将接收矢量处理器送来的指令代码，解析指令代码并发送给所有的矢量数据处理单元；所述的矢量数据处理单元，用于执行矢量浮点的各种运算，由矢量浮点加减法处理单元，矢量浮点乘法处理单元，矢量浮点除法单元，矢量浮点三角函数处理单元组成；所述的矢量浮点寄存器组及转发单元，包含矢量浮点寄存器VRS0，VRS1，···VRSn，用于存放来自矢量浮点加减法处理单元、矢量浮点乘法处理单元、矢量浮点除法处理单元、矢量浮点三角函数单元的运算数据及运算结果数据，其转发单元则从矢量浮点寄存器组中读写数据并传递到矢量处理器的矢量寄存器组中；其中，所述的指令代码包括：把矢量寄存器中的数据传送到矢量浮点寄存器中；把矢量浮点寄存器中的数据加载到矢量浮点协处理器中；把矢量浮点寄存器中的数据传送到矢量寄存器中；矢量浮点的加减法指令；矢量浮点的减法指令；矢量浮点的乘法指令；矢量浮点的除法指令；矢量浮点的三角函数指令。