[发明专利]一种实现自然对数和自然指数函数的可重构阵列结构

摘要

本发明涉及提出一种实现自然对数和自然指数函数的可重构阵列结构，根据实现自然对数和自然底数函数的算法，在该结构上实现两种函数的迭代运算。基于所提出的4×2的阵列结构，依次实现两种函数的8次迭代计算，通过重新配置依次输出结果。本发明用可重构的方式实现两种函数的计算，节省了计算资源，缩短了等待的时间，更加灵活、高效。

主权项

1.一种实现自然对数和自然指数函数的可重构阵列结构，其特征在于：使用8个处理元构成的4×2二维处理元阵列结构，既可以实现自然对数(lnx)的8次迭代计算，也可以实现自然指数(ex)的8次迭代计算；8个处理元包括：第一处理元(PE1)、第二处理元(PE2)、第三处理元(PE3)、第四处理元(PE4)、第五处理元(PE5)、第六处理元(PE6)、第七处理元(PE7)和第八处理元(PE8)，8个处理元中相邻处理元邻接互连；其中，实现lnx函数的8次迭代计算的步骤包括：步骤A1：在8个处理元的一号地址中存入事先计算好的ln(1+2‑i)，i＝0，1，2，3，4，5，6，7的值，分别为0.69314718、0.40546511、0.22314355、0.11779303、0.06062462、0.03077165、0.01550418、0.00778214；步骤A2：在第一处理元(PE1)中进行第一次迭代运算，计算x(1)＝x(0)(1+2‑0)，并判断当x(1)<1时，x(1)保留迭代结果，y(1)＝y(0)‑ln(1+2‑0)，否则x(1)取迭代前的值，y(1)＝y(0)；具体实现过程是：1)进行加法运算将初始值x(0)的值存入寄存器R1中；2)进行加法运算将1存入寄存器R2中；3)进行移位运算将R1左移R2位存入寄存器R3中；4)进行加法运算将256存入寄存器R2中；5)进行判断，如果R3R2，进行加法运算，R3的值就是R1的值，再进行加法运算，R4的值为R0的值；7)跳转出判断运算；8)进行加法运算，将R4的值存入寄存器R3中；步骤A3：同理，在第二处理元(PE2)、第三处理元(PE3)、第四处理元(PE4)、第五处理元(PE5)、第六处理元(PE6)、第七处理元(PE7)和第八处理元(PE8)中依次进行剩下的相同原理的7次迭代，依次将二进制的指令全部存在指令存储器中；实现ex函数的8次迭代计算的步骤包括：步骤B1：在第一处理元(PE1)中进行第一次迭代运算；首先计算y(1)＝y(0)‑ln(1+2‑0)，并判断当y(1)≥1时，y(1)保留迭代结果，x(1)＝x(0)(1+2‑0)，否则y(1)取迭代前的值，x(1)＝x(0)；具体实现过程是：1)进行加法运算将初始值y(0)的值存入寄存器R1中；2)进行加法运算将1存入寄存器R2中；3)进行加法运算将256存入寄存器R6中；4)进行减法运算将R1减去1号地址中的值存入R4中；5)进行判断，如果R4R0，进行加法运算，R4的值不变，再进行移位运算将R6左移R2位存入R5中；7)跳转出判断运算；8)进行加法运算，依次将R4和R5的值存入寄存器R3中；步骤B2：同理，在第二处理元(PE2)、第三处理元(PE3)、第四处理元(PE4)、第五处理元(PE5)、第六处理元(PE6)、第七处理元(PE7)和第八处理元(PE8)中依次进行剩下的相同原理的7次迭代，将二进制指令全部存在指令存储器中。