[发明专利]利用处理器浮点单元进行复数乘和蝶形运算的装置和方法

摘要

本发明提供了一种利用处理器浮点单元进行复数乘和蝶形运算的装置和方法，将浮点单元分为浮点加法单元和浮点乘法单元，通过在浮点加法单元和浮点乘法单元数据端口间增加少量的互联线，使浮点加法单元和浮点乘法单元之间形成特定的数据通路，将复数实部和虚部按照约定的排序规则输入到浮点单元数据端口，在译码单元产生的译码信号控制下能够实现浮点复数乘法和浮点复数蝶形运算。本发明节约了硬件资源，比现有的复数乘和碟形运算功能单元进一步提高了灵活性，而且能够很好地实现大量数据的并行和流水计算，获得更好的实时性能和资源利用率。

主权项

一种利用处理器浮点单元进行复数乘和蝶形运算的装置，包括一个译码单元Decode、四个浮点乘法单元FmCell0～FmCell3、两组数据选择单元Mux0～Mux1和四个浮点加法单元FaCell0～FaCell3，其特征在于：对于输入的浮点复数X1+jY1和X2+jY2，所述译码单元Decode根据输入的操作运算类型CType完成电路译码，产生使能和控制信号；所述浮点乘法单元FmCell0～FmCell3执行复数乘运算中乘法运算部分；所述浮点乘法单元FmCell0～FmCell3的数据输入DataA和数据输入DataB端口依次输入复数实部X1和复数实部X2、复数虚部Y1和复数虚部Y2、复数实部X1和复数虚部Y2、复数虚部Y1和复数实部X2；所述浮点乘法单元FmCell0～FmCell3的使能信号FmEn由译码单元译码产生；当操作运算类型CType为复数乘运算时，译码单元完成译码，使能信号FmEn有效，所述浮点乘法单元FmCell0～FmCell3执行浮点乘法运算，经过若干时钟节拍输出计算结果Result和使能信号EnOut，所述浮点乘法单元FmCell0～FmCell3的计算结果Result依次为X1×X2，Y1×Y2，X1×Y2和Y1×X2，否则所述浮点乘法单元FmCell0～FmCell3不执行任何操作；当使能信号输出EnOut有效时，表示所述浮点乘法单元FmCell0～FmCell3输出浮点乘法运算结果，否则所述浮点乘法单元运算结果无效；所述数据选择单元Mux0～Mux1对输入至浮点加法单元FaCell0～FaCell3的数据进行选择，选择控制信号TypeEn由译码单元译码产生；所述数据选择单元Mux0输入数据为浮点乘法单元FmCell0使能信号输出EnOut、浮点乘法单元FmCell0计算结果X1×X2、浮点乘法单元FmCell1计算结果Y1×Y2、使能信号FaEn、复数实部X1和复数实部X2；所述数据选择单元Mux1输入数据为浮点乘法单元FmCell1使能信号输出EnOut、浮点乘法单元FmCell2计算结果X1×Y2、浮点乘法单元FmCell3计算结果Y1×X2、使能信号FaEn、复数虚部Y1和复数虚部Y2，使能信号FaEn由译码单元产生，当操作运算类型CType为复数碟形运算时，经过译码单元译码，使能信号FaEn有效，否则使能信号FaEn无效；当运算操作类型为浮点复数乘时，在控制信号TypeEn的作用下，所述数据选择单元Mux0输出信号MEn、MDataA和MdataB依次选择数据为浮点乘法单元FmCell0使能信号输出EnOut、浮点乘法单元FmCell0计算结果X1×X2和浮点乘法单元FmCell1计算结果Y1×Y2，否则，所述数据选择单元Mux0输出信号MEn、MDataA和MdataB依次选择数据为输入使能信号FaEn、复数实部X1和复数实部X2；当运算操作类型为浮点复数乘时，在控制信号TypeEn的作用下，所述数据选择单元Mux1输出信号MEn、MDataA和MdataB依次选择数据为浮点乘法单元FmCell1使能信号输出EnOut、浮点乘法单元FmCell2计算结果X1×Y2和浮点乘法单元FmCell3计算结果Y1×X2，否则，所述数据选择单元Mux1输出信号MEn、MDataA和MdataB依次选择数据为输入使能信号FaEn、复数虚部Y1和复数虚部Y2；所述浮点加法单元FaCell0～FaCell3执行复数乘和碟形运算中浮点加减操作运算；所述浮点加法单元FaCell2数据输入DataA和数据输入DataB端口依次输入复数实部X2和复数实部X1；浮点加法单元FaCell3数据输入DataA和数据输入DataB端口依次输入复数虚部Y1和复数虚部Y2；所述浮点加法单元FaCell2～FaCell3的使能信号FaEn和模式选择Mode由译码单元译码产生；当操作运算类型CType为复数碟形运算时，译码单元完成译码，所述浮点加法单元FaCell2～FaCell3使能信号FaEn有效，模式选择Mode为浮点减法运算模式，否则，所述浮点加法单元FaCell2～FaCell3使能信号FaEn无效；所述浮点加法单元FaCell0～FaCell1的使能信号FaEn、数据输入DataA和数据输入DataB端口依次输入所述数据选择单元Mux0～Mux1的数据MEn、MDataA和MdataB；模式选择Mode由译码单元译码产生；当操作运算类型CType为复数碟形运算时，译码单元完成译码，所述浮点加法单元FaCell0～FaCell1模式选择Mode为浮点加法运算模式，否则，所述浮点加法单元FaCell0模式选择Mode为浮点减法运算模式，所述浮点加法单元FaCell1模式选择Mode为浮点加法运算模式；所述浮点加法单元FaCell0～FaCell3执行浮点加或减运算，经过若干时钟节拍输出计算结果。