Темы бакалаврских и дипломных работ.

Блоки операций с плавающей запятой

Назначение.
Блоки операций с плавающей запятой предназначены для реализации в ПЛИС
вычислений с повышенной точностью и /или снятия проблемы масштабирования
промежуточных результатов. Представление данных последовательными кодами и
последовательно- параллельные вычисления в этих блоках позволяют

1. минимизировать аппаратурные затраты на реализацию функций и за счет этого дать возможность реализовать в ПЛИС достаточно сложные алгоритмы с полным распараллеливанием (отображение графа алгоритма в структуру как 1:1);
2. минимизировать длительность тактового интервала до предельно возможной для ПЛИС за счет конвейеризации и минимизации критического пути в логических схемах;
3. свести период реализации всех операций (в том числе операций вычисления элементарных функций) к одному или двум значениям, что упрощает планирование сложных конвейерных вычислений;
4. эффективнее эксплуатировать память на задержках LUT ПЛИС серии Xilinx Virtex.

Представление данных.

Данные представляются числами с фиксированной запятой в дополнительном коде и числами с плавающей запятой. Точность представления мантиссы и числа с фиксированной запятой задается как в таблице 1:

Таблица 1.

Данные с фиксированной запятой предназначены для интерфейса с другими
вычислительными блоками, которые могут быть применены в проекте, в котором применяются данные блоки. Они представляются параллельными n-разрядными кодами.

Данные с фиксированной запятой представляются как целые числа:

Данные с плавающей запятой имеют n-1 — разрядную мантису в прямом коде с неявно заданной старшей единицей, знак мантиссы и 8-разрядный абсолютный порядок без смещения:

В формате с плавающей запятой должны быть закодированы следующие
исключительные сосотояния:

• Плюс-минус ноль = порядок и мантисса — нулевые, кроме знака;
• Плюс-минус бесконечность — порядок = 255, мантисса -нулевая , кроме знака;
• Не-число (NAN) — порядок = 255, мантисса- все 1.

Данные с плавающей запятой представляются и передаются последовательным кодом
старшими разрядами вперед. Начало числа сопровождается импульсом SA, как на рисунке 1.

Интерфейс

Блоки должны иметь унифицированный интерфейс.

Кроме того, блоки, выполняющие преобразование типов из/ в целое число имеют
параллельные входы/ выходы n-разрядных шин целых чисел, соответственно.

Если блок обрабатывает 2 числа DA и DB, и они поступают неодновременно, то начало выполнения операции совпадает с поступлением последнего операнда (уточняется в процессе выполнения проекта).

Если блок управляется дополнительными сигналами, напр. SIGN, то этот сигнал
записывается блоком в период поступления знакового разряда числа.

Перечень операций представлен в таблице 3.

Таблица 3.