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基于FPGA的快速流水线浮点乘法器设计与开发。

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简介:
我们开发了一种专门用于执行浮点运算的32位高速流水线结构乘法器,该乘法器完全符合IEEE754浮点标准。其核心设计采用了创新性的基4布思算法,并结合了改进的4:2压缩结构以及优化后的部分积求和电路,从而实现了Carry Save形式的部分积压缩。随后,借助Carry Look-ahead加法器,我们完成了乘积的计算。通过对该乘法器的时序仿真进行验证,确认其能够稳定地在80兆赫兹的频率下运行,并且已经成功地应用于一个浮点FFT处理器中。

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客服
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  • FPGA线实现
    优质
    本研究探讨了在FPGA平台上设计和实现一种高效的浮点数乘法流水线结构,以提高计算速度。通过优化算法和硬件架构,在保证精度的同时实现了显著的速度提升。 我们设计了一种支持IEEE754浮点标准的32位高速流水线结构浮点乘法器。该乘法器采用新型基4布思算法、改进的4:2压缩结构和部分积求和电路,完成Carry Save形式的部分积压缩,并通过Carry Look-ahead加法器计算得出最终乘积。时序仿真结果显示,该乘法器能够在80MHz频率下稳定运行,并已成功应用于浮点FFT处理器中。
  • FPGA实现
    优质
    本项目聚焦于利用FPGA技术进行高效的浮点数乘法运算的设计与实现,旨在提高计算速度和精度。通过优化算法与硬件架构设计,成功构建了一个高性能浮点数乘法器,并验证其在科学计算中的应用潜力。 本段落讲述了如何在FPGA开发板上开发包含浮点数的乘法器。
  • FPGA单精度 Mar2010.pdf
    优质
    本文于2010年发表,专注于利用FPGA技术进行高效能单精度浮点数乘法运算的设计与实现,探讨了硬件优化策略。 基于 FPGA 的单精度浮点数乘法器设计涉及在可编程逻辑器件上实现高效的浮点运算功能。这种设计能够满足需要大量浮点计算的应用需求,如科学计算、信号处理等领域,并且通过优化算法可以提高硬件资源利用率和运行速度。
  • IEEE 754标准
    优质
    本研究旨在设计一种高效的浮点数乘法器,严格遵循IEEE 754标准,致力于提升计算精度与速度,在高性能计算中具有广泛应用前景。 本设计是基于FPGA的浮点乘法器设计,两个浮点数采用IEEE754标准表示,程序使用Verilog语言编写。
  • FPGA32位单精度实现
    优质
    本研究设计并实现了基于FPGA的32位单精度浮点数乘法器,采用IEEE 754标准,优化了硬件资源利用和运算效率。 32位单精度浮点乘法器的FPGA实现
  • Verilog HDL单精度实现
    优质
    本研究采用Verilog HDL语言,设计并实现了高效的单精度浮点数乘法器,优化了硬件资源利用及运算速度。 在舍入过程中可以采用直接截断或就近舍入的方法。需要注意的是,在就近舍入的过程中可能会因为尾数增加而导致阶码的增加。这一过程已经通过Quartus_ii与Modelsim的联合仿真进行了验证。
  • FPGA64位代码
    优质
    本项目致力于开发在FPGA平台上运行的高效64位浮点数乘法器代码,旨在实现高速、精确的数据处理能力。 在电子设计领域,FPGA(Field-Programmable Gate Array)是一种可编程逻辑器件,它允许用户根据需求自定义硬件电路。本项目聚焦于在FPGA上实现一个64位浮点乘法器,这对于高性能计算、数字信号处理以及各种嵌入式系统中的计算密集型任务至关重要。 设计64位浮点乘法器需要遵循IEEE 754标准——这是国际通用的浮点数运算规范。该标准定义了浮点数的表示方式、精度、溢出和舍入规则等,确保不同平台上的浮点运算结果一致性。双精度(64位)浮点数由一个符号位、11位指数部分和53位尾数部分组成。 在FPGA中实现该乘法器首先需要将浮点数值转换为二进制补码形式,并进行对齐操作,即通过调整指数值使两个被相乘的数字的小数部分能够逐位匹配。接着执行小数部分的逐位乘法运算,这通常会用到大量的乘法逻辑单元。 处理64位数据时,由于涉及大量二进制计算,常采用分治策略将大问题分解为若干个小问题来简化实现难度和提高效率。指数值相加后需要进行规格化操作以确保尾数的最高有效位始终是1,并根据结果调整相应的指数部分;当遇到溢出情况时,则需处理无穷大或NaN(非数字)等特殊值。 舍入规则也是设计中不可或缺的一部分,依据IEEE 754标准有多种舍入模式。实现这些规则需要在计算过程中精确控制以确保最终输出的准确性。 FPGA的优势在于其强大的并行处理能力,可以通过硬件逻辑加速运算速度。因此,在设计64位浮点乘法器时应充分利用这一点,并采用查找表、分布式RAM和布线资源等技术优化性能表现。 实现部分通常使用Verilog或VHDL这类硬件描述语言编写电路逻辑代码。开发完成后通过综合工具(如Xilinx Vivado)将源码转化为FPGA可以理解的配置文件,随后下载到实际芯片上进行验证测试。 设计这样一个64位浮点乘法器不仅涵盖了对IEEE 754标准的理解、数值计算理论以及并行处理原理的学习应用,还要求具备扎实的FPGA编程和优化知识。这对希望深入研究硬件加速技术及提高复杂运算效率的工程师来说具有重要价值。
  • Verilog线
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    本设计采用Verilog语言实现高效流水线结构的加法树及乘法器,旨在提高运算速度和资源利用率,适用于高性能计算需求场景。 程序使用Verilog语言编写了一个具有流水线结构的加法树乘法器。
  • Verilog语言
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    本项目聚焦于使用Verilog硬件描述语言实现高效的浮点数乘法器设计,深入探讨了其算法与优化策略,适用于高性能计算领域。 浮点数乘法器的Verilog实现可以直接综合使用。
  • FPGA高效IP核实现
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    本文介绍了基于FPGA技术的高效浮点除法器IP核的设计和实现过程,重点探讨了其在计算效率与资源利用方面的优化策略。 基于FPGA的快速浮点除法器IP核的实现