[发明专利]用于求解数学函数的计算机及方法

说明书

本发明公开了用于执行数学函数的计算机及方法。计算机的实施例包括运算级和驱动器级。运算级执行数学运算。驱动器级包括第一查找表和第二查找表，其中第一查找表包括用于使用第一精度水平计算至少一个数学函数的第一数据。第二查找表包括用于使用第二精度水平计算该至少一个数学函数的第二数据，其中第一精度水平高于第二精度水平。根据选定的精度水平，驱动器执行第一数据或者第二数据。

背景技术

一些计算机被用于执行复杂的数学函数，例如立方根和双曲三角函数。这些复杂的数学函数需要许多循环来实现，这浪费时间并且使用大量能量。当计算机需要在短时期内计算许多复杂函数时，计算复杂函数所要求的长时间造成了问题。例如，如果计算机被用于引导飞机，计算机可能需要使用复杂函数计算来自多个传感器的俯仰、倾斜以及横滚。

计算复杂函数所需要的高能量需求成为以有限电力供应例如电池来运行的计算机的问题。复杂函数的计算需要许多循环，这主要利用电池。另外，高能量需求产生热，这可以干扰计算机的运行。

发明内容

本发明公开了用于执行数学函数的计算机和方法。计算机的实施例包括运算级和驱动器级。运算级执行数学运算。驱动器级包括第一查找表和第二查找表，其中第一查找表包括用于使用第一精度水平计算至少一个数学函数的第一数据。第二查找表包括用于使用第二精度水平计算该至少一个数学函数的第二数据，其中第一精度水平高于第二精度水平。驱动器执行来自第一查找表或者第二查找表的数据，并且向运算级发送指令。

附图说明

图1是用于求解复杂数学函数的计算机的实施例的高级框图。

图2是说明由图1的计算机的驱动器级计算的数学函数的示例的表。

图3是说明由图1的计算机计算的复杂函数的示例的表。

图4是当图1的计算机使用基本运算计算等式时其流图。

图5是当图1的计算机计算函数sin(x)时其流图。

图6是描述图1的计算机的操作的流程图。

具体实施方式

本文中描述计算数学函数的计算机体系结构(有时在本文中被简单地称作计算机)以及方法。计算机和方法使用不同选项提供计算数学函数。在本文所描述的实施例中，第一选项使用高精度计算复杂函数。在这个选项中，许多指令必须被执行以计算单个复杂函数，这使用了大量能量。第二选项使用较低精度计算复杂函数。第二选项不要求如高精度选项那么多的指令，所以能够使用较少的能量较快地求解复杂函数。高精度计算要求更多指令，并且因此通常需要比低精度计算更多的时间来完成。低精度计算使用比高精度计算更少的能量，并且可以在能量节约为重的情况下(例如，当能量来自电池供电的电源时)使用。这些情况包括其中在电池供电的器件上要求大量计算的情况。低精度选项使用比高精度选项更少的能量，所以对电池的消耗更少。

在某些实施例中，复杂函数被分解成使用简单函数的指令。例如，双曲正弦的计算可以通过求解指数函数以及除法和减法运算来执行。在本文所描述的实施例中，对指数函数的求解被存储在查找表中。因此，计算机不需要直接计算双曲正弦函数。相反，计算机仅需要求解指数函数以及减法和除法运算，这比直接计算双曲正弦消耗更少的时间和能量。

参考图1，图1是计算机100的框图。计算机100有时被称作计算机体系结构。在图1的实施例中，计算机100包括三级：指令级102、驱动器级104以及运算级106。指令级102接收指令以求解或者计算数学运算和函数，包括复杂的数学函数。在某些实施例中，指令级102也接收数或者值，函数针对该数或值被求解。另外，指令级102接收关于是使用高精度还是低精度求解函数的信息。