一種除法器及除法運(yùn)算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種除法器及除法運(yùn)算方法，屬于數(shù)字信號(hào)處理電路技術(shù)領(lǐng)域，所述除法器采用基數(shù)N算法，N為2i且i為大于等于3的正整數(shù)，初始被除數(shù)和初始除數(shù)的商大于等于?N小于等于N；所述除法器包括：符號(hào)位確定單元(1)，用于判定初始被除數(shù)與初始除數(shù)的商值結(jié)果的符號(hào)位；除數(shù)倍數(shù)計(jì)算單元(2)，用于計(jì)算非零初始除數(shù)的數(shù)值位的P倍，以獲得第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值；令P依次在區(qū)間1～N內(nèi)取整數(shù)值，以獲得N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值；迭代計(jì)算單元(3)，用于對(duì)所述初始被除數(shù)的數(shù)值位和所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值進(jìn)行K次迭代計(jì)算，以獲得完整商值結(jié)果。實(shí)現(xiàn)了在除法器迭代計(jì)算時(shí)靈活地選擇每次產(chǎn)生的商的位數(shù)，在快速運(yùn)算的同時(shí)不占用過多的硬件面積。
【專利說明】
一種除法器及除法運(yùn)算方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字信號(hào)處理電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種除法器及除法運(yùn)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代信息處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，除法器作為微處理器的一個(gè)重要運(yùn)算部件，在電子電路設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。除法器的運(yùn)算速度、性能、功耗等都會(huì)影響到整個(gè)微處理器的性能，所以提高除法器的性能是提高整個(gè)微處理器性能的關(guān)鍵因素。
[0003]除法器的硬件實(shí)現(xiàn)方法有多種:一、使用陣列除法器，可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)做完整個(gè)除法運(yùn)算，但是硬件面積大，邏輯延時(shí)長;二、用乘法器實(shí)現(xiàn)，先通過求除數(shù)的倒數(shù)，然后乘上被除數(shù)，這種方法主要應(yīng)用在浮點(diǎn)運(yùn)算中，是一種近似算法，但其運(yùn)算精度受到位寬的限制;三、循環(huán)相減的多周期除法器，該方法在硬件面積和運(yùn)算速度上有所優(yōu)化，且現(xiàn)在大多數(shù)通用除法器都基于這種基本算法原理開發(fā)，但是這種除法器通常需要經(jīng)過多次迭代計(jì)算，且每次迭代計(jì)算只產(chǎn)生一位商數(shù)字，若被除數(shù)與除數(shù)相差較大，則需要進(jìn)行較多次的迭代計(jì)算，耗時(shí)較長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的，循環(huán)相減的多周期除法器每次迭代計(jì)算只產(chǎn)生一位商數(shù)字，在被除數(shù)與除數(shù)相差較大時(shí)，需要耗費(fèi)大量時(shí)間計(jì)算獲得完整的商值，而無法實(shí)現(xiàn)硬件面積與運(yùn)算速度的有效折衷的技術(shù)問題，提供了一種除法器及除法運(yùn)算方法，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中硬件面積與運(yùn)算速度的要求，通過選取不同的N值，靈活地選擇每次迭代計(jì)算產(chǎn)生的商的位數(shù)，且在每次迭代計(jì)算時(shí)至少產(chǎn)生三位商數(shù)字，縮短了除法的計(jì)算時(shí)間。該除法器能夠?qū)崿F(xiàn)在除法運(yùn)算時(shí)的硬件面積與運(yùn)算速度的有效折衷，即在快速運(yùn)算的同時(shí)不占用過多的硬件面積。
[0005]—方面，本發(fā)明提供了一種除法器，所述除法器采用基數(shù)N算法，其中，N為21且i為大于等于3的正整數(shù)，初始被除數(shù)和初始除數(shù)的商大于等于-N小于等于N;所述除法器包括:
[0006]符號(hào)位確定單元，用于讀入初始被除數(shù)的符號(hào)位和初始除數(shù)的符號(hào)位，分別判斷所述初始被除數(shù)和所述初始除數(shù)為正數(shù)或負(fù)數(shù)，獲得一判斷結(jié)果，并基于所述判斷結(jié)果確定所述初始被除數(shù)與所述初始除數(shù)的商值結(jié)果的符號(hào)位；
[0007]除數(shù)倍數(shù)計(jì)算單元，用于讀入初始除數(shù)的數(shù)值位，并計(jì)算所述初始除數(shù)的數(shù)值位的P倍，以獲得第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值，其中，所述初始除數(shù)非零，P為整數(shù);令P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值，以獲得N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值；
[0008]迭代計(jì)算單元，用于讀入初始被除數(shù)的數(shù)值位和所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值，并對(duì)所述初始被除數(shù)的數(shù)值位和所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值進(jìn)行K次迭代計(jì)算，每次迭代計(jì)算獲得i位的部分商值，在K次迭代計(jì)算之后，獲得K組i位的部分商值，并基于所述商值結(jié)果的符號(hào)位和所述K組i位的部分商值獲得完整商值結(jié)果;其中，K為正整數(shù)且依據(jù)i值和所述初始被除數(shù)的二進(jìn)制位數(shù)而定。
[0009]可選的，所述除數(shù)倍數(shù)計(jì)算單元包括:
[0010]第一除數(shù)倍數(shù)計(jì)算模塊，用于當(dāng)P取值為2的m次方倍時(shí)，通過將所述初始除數(shù)的數(shù)值位左移m位，以獲得第一組除數(shù)倍數(shù)值;其中，m為大于等于O小于等于i的整數(shù)；
[0011 ]第二除數(shù)倍數(shù)計(jì)算模塊，用于當(dāng)P取值為大于等于3的奇數(shù)時(shí)，通過將所述第一組除數(shù)倍數(shù)值與所述初始除數(shù)的數(shù)值位進(jìn)行加、減法運(yùn)算，以獲得第二組除數(shù)倍數(shù)值；
[0012]第三除數(shù)倍數(shù)計(jì)算模塊，用于當(dāng)P取值為偶數(shù)且不為2的m次方倍時(shí)，通過將所述第二組除數(shù)倍數(shù)值進(jìn)行移位，以獲得第三組除數(shù)倍數(shù)值；
[0013]其中，所述第一組除數(shù)倍數(shù)值、所述第二組除數(shù)倍數(shù)值和所述第三組除數(shù)倍數(shù)值組成所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值。
[0014]可選的，所述迭代計(jì)算單元包括:
[0015]迭代控制模塊，用于控制j依次在區(qū)間I?K內(nèi)取值;還用于當(dāng)j取定一值時(shí)，控制P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值；
[0016]被除數(shù)移位模塊，用于當(dāng)j大于等于2且小于等于K時(shí)，基于所述原始被除數(shù)的數(shù)值位確定第j迭代被除數(shù)，并將所述第j迭代被除數(shù)左移i位，獲得第j移位被除數(shù)；
[0017]余數(shù)獲取模塊，用于當(dāng)j取值為I時(shí)，對(duì)所述原始被除數(shù)的數(shù)值位與第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值求差，獲得第P個(gè)第j余數(shù)，并當(dāng)P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值完成后，獲得N個(gè)第j余數(shù);還用于當(dāng)j在區(qū)間2?K內(nèi)取定一值時(shí)，對(duì)所述第j移位被除數(shù)與第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值求差，獲得第P個(gè)第j余數(shù)，并當(dāng)P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值完成后，獲得N個(gè)第j余數(shù)；
[0018]部分商值確定模塊，用于當(dāng)j在區(qū)間I?K內(nèi)取定一值、且獲得N個(gè)第j余數(shù)后，依次將所述N個(gè)第j余數(shù)與零進(jìn)行比較，獲得第j比較結(jié)果，并基于所述第j比較結(jié)果確定第j部分商值;其中，所述第j部分商值的二進(jìn)制位數(shù)為i位；
[0019]完整商值確定模塊，用于當(dāng)j依次在區(qū)間I?K內(nèi)取值時(shí)，將第j部分商值從寄存器的高位到低位依次寫入商值寄存器中，并添加所述商值結(jié)果的符號(hào)位，以獲得完整商值結(jié)果O
[0020]可選的，所述被除數(shù)移位模塊具體用于當(dāng)j大于等于2且小于等于K時(shí)，且在進(jìn)行第j次迭代計(jì)算時(shí)，基于第j-Ι次迭代計(jì)算獲得的第j-Ι比較結(jié)果，確定第j迭代被除數(shù)，并將所述第j迭代被除數(shù)左移i位，獲得第j移位被除數(shù)。
[0021]可選的，所述部分商值確定模塊具體用于當(dāng)j在區(qū)間I?K內(nèi)取定一值、且獲得N個(gè)第j余數(shù)后，依次將所述N個(gè)第j余數(shù)與零進(jìn)行比較，當(dāng)所述N個(gè)第j余數(shù)中第一個(gè)第j余數(shù)小于零時(shí)，確定第j部分商值為零;或者
[0022]當(dāng)P大于等于2，在所述N個(gè)第j余數(shù)中第P-1個(gè)第j余數(shù)大于等于零、且第P個(gè)第j余數(shù)小于零時(shí)，確定第j部分商值為P-ι。
[0023]另一方面，本發(fā)明還提供了一種除法運(yùn)算方法，應(yīng)用于除法器中，所述除法器采用基數(shù)N算法，其中，N為21且i為大于等于3的正整數(shù)，初始被除數(shù)和初始除數(shù)的商大于等于-N小于等于N;所述方法包括以下步驟:
[0024]S1、讀入初始被除數(shù)的符號(hào)位和初始除數(shù)的符號(hào)位，分別判斷所述初始被除數(shù)和所述初始除數(shù)為正數(shù)或負(fù)數(shù)，獲得一判斷結(jié)果，并基于所述判斷結(jié)果確定所述初始被除數(shù)與所述初始除數(shù)的商值結(jié)果的符號(hào)位；
[0025]S2、讀入初始除數(shù)的數(shù)值位，并計(jì)算所述初始除數(shù)的數(shù)值位的P倍，以獲得第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值;其中，所述初始除數(shù)非零，P為整數(shù);令P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值，以獲得N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值；
[0026]S3、讀入初始被除數(shù)的數(shù)值位和所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值，并對(duì)所述初始被除數(shù)的數(shù)值位和所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值進(jìn)行K次迭代計(jì)算，每次迭代計(jì)算獲得i位的部分商值，在K次迭代計(jì)算之后，獲得K組i位的部分商值，并基于所述商值結(jié)果的符號(hào)位和所述K組i位的部分商值獲得完整商值結(jié)果;其中，K為正整數(shù)且依據(jù)i值和所述初始被除數(shù)的二進(jìn)制位數(shù)而定。
[0027]可選的，所述步驟S2包括:
[0028]當(dāng)P取值為2的m次方倍時(shí)，通過將所述初始除數(shù)的數(shù)值位左移m位，以獲得第一組除數(shù)倍數(shù)值;其中，m為大于等于O小于等于i的整數(shù)；
[0029]當(dāng)P取值為大于等于3的奇數(shù)時(shí)，通過將所述第一組除數(shù)倍數(shù)值與所述初始除數(shù)的數(shù)值位進(jìn)行加、減法運(yùn)算，以獲得第二組除數(shù)倍數(shù)值；
[0030]當(dāng)P取值為偶數(shù)且不為2的m次方倍時(shí)，通過將所述第二組除數(shù)倍數(shù)值進(jìn)行移位，以獲得第三組除數(shù)倍數(shù)值;其中，所述第一組除數(shù)倍數(shù)值、所述第二組除數(shù)倍數(shù)值、所述第三組除數(shù)倍數(shù)值和所述單倍除數(shù)值組成所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值。
[0031]可選的，所述步驟S3包括:
[0032]控制j依次在區(qū)間I?K內(nèi)取值;并且當(dāng)j取定一值時(shí)，控制P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值；
[0033]當(dāng)j大于等于2且小于等于K時(shí)，基于所述原始被除數(shù)的數(shù)值位確定第j迭代被除數(shù)，并將所述第j迭代被除數(shù)左移i位，獲得第j移位被除數(shù)；
[0034]當(dāng)j取值為I時(shí)，對(duì)所述原始被除數(shù)的數(shù)值位與第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值求差，獲得第P個(gè)第j余數(shù)，并當(dāng)P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值完成后，獲得N個(gè)第j余數(shù);并且當(dāng)j在區(qū)間2?K內(nèi)取定一值時(shí)，對(duì)所述第j移位被除數(shù)與第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值求差，獲得第P個(gè)第j余數(shù)，并當(dāng)P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值完成后，獲得N個(gè)第j余數(shù)；
[0035]當(dāng)j在區(qū)間I?K內(nèi)取定一值、且獲得N個(gè)第j余數(shù)后，依次將所述N個(gè)第j余數(shù)與零進(jìn)行比較，獲得第j比較結(jié)果，并基于所述第j比較結(jié)果確定第j部分商值;其中，所述第j部分商值的二進(jìn)制位數(shù)為i位；
[0036]當(dāng)j依次在區(qū)間I?K內(nèi)取值時(shí)，將第j部分商值從寄存器的高位到低位依次寫入商值寄存器中，并添加所述商值結(jié)果的符號(hào)位，以獲得完整商值結(jié)果。
[0037]可選的，當(dāng)j大于等于2且小于等于K時(shí)，且在進(jìn)行第j次迭代計(jì)算時(shí)，基于第j-Ι次迭代計(jì)算獲得的第j-1比較結(jié)果，確定第j迭代被除數(shù)。
[0038]可選的，當(dāng)j在區(qū)間I?K內(nèi)取定一值、且獲得N個(gè)第j余數(shù)后，依次將所述N個(gè)第j余數(shù)與零進(jìn)行比較，當(dāng)所述N個(gè)第j余數(shù)中第一個(gè)第j余數(shù)小于零時(shí)，確定第j部分商值為零;或者當(dāng)P大于等于2，在所述N個(gè)第j余數(shù)中第P-1個(gè)第j余數(shù)大于等于零、且第P個(gè)第j余數(shù)小于零時(shí)，確定第j部分商值為P-1。
[0039]本發(fā)明中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn):
[0040]由于在本發(fā)明中，除法器采用基數(shù)N算法，其中，N為21且i為大于等于3的正整數(shù)，初始被除數(shù)和初始除數(shù)的商大于等于-N小于等于N;該除法器包括:符號(hào)位確定單元，用于讀入初始被除數(shù)的符號(hào)位和初始除數(shù)的符號(hào)位，分別判斷所述初始被除數(shù)和所述初始除數(shù)為正數(shù)或負(fù)數(shù)，獲得一判斷結(jié)果，并基于所述判斷結(jié)果確定所述初始被除數(shù)與所述初始除數(shù)的商值結(jié)果的符號(hào)位;除數(shù)倍數(shù)計(jì)算單元，用于讀入初始除數(shù)的數(shù)值位，并計(jì)算所述初始除數(shù)的數(shù)值位的P倍，以獲得第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值，其中，所述初始除數(shù)非零，P為整數(shù);令P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值，以獲得N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值;迭代計(jì)算單元，用于讀入初始被除數(shù)的數(shù)值位和所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值，并對(duì)所述初始被除數(shù)的數(shù)值位和所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值進(jìn)行K次迭代計(jì)算，每次迭代計(jì)算獲得i位的部分商值，在K次迭代計(jì)算之后，獲得K組i位的部分商值，并基于所述商值結(jié)果的符號(hào)位和所述K組i位的部分商值獲得完整商值結(jié)果;其中，K為正整數(shù)且依據(jù)i值和所述初始被除數(shù)的二進(jìn)制位數(shù)而定。也就是說，本除法器可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中硬件面積與運(yùn)算速度的要求，通過選取不同的N值，靈活地選擇每次產(chǎn)生的商的位數(shù)，且在每次迭代計(jì)算時(shí)產(chǎn)生至少三位商數(shù)字，縮短了除法的計(jì)算時(shí)間。有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中循環(huán)相減的多周期除法器每次迭代計(jì)算只產(chǎn)生一位商數(shù)字，在被除數(shù)與除數(shù)相差較大時(shí)，需要耗費(fèi)大量時(shí)間計(jì)算獲得完整的商值，而無法實(shí)現(xiàn)硬件面積與運(yùn)算速度的有效折衷的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了除法器在除法運(yùn)算時(shí)的硬件面積與運(yùn)算速度的有效折衷，能夠在快速運(yùn)算的同時(shí)不占用過多的硬件面積。另外，本方案除法器適用于在專用集成電路(ASIC，Applicat1n Specific Integrated Circuit)上實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0041]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其它的附圖。
[0042]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種除法器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種除法器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種除法運(yùn)算方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]本發(fā)明實(shí)施例通過提供一種除法器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的，循環(huán)相減的多周期除法器每次迭代計(jì)算只產(chǎn)生一位商數(shù)字，在被除數(shù)與除數(shù)相差較大時(shí)，需要耗費(fèi)大量時(shí)間計(jì)算獲得完整的商值，而無法實(shí)現(xiàn)硬件面積與運(yùn)算速度的有效折衷的技術(shù)問題?？筛鶕?jù)實(shí)際應(yīng)用中硬件面積與運(yùn)算速度的要求，通過選取不同的N值，靈活地選擇每次迭代計(jì)算產(chǎn)生的商的位數(shù)，且在每次迭代計(jì)算時(shí)至少產(chǎn)生三位商數(shù)字，縮短了除法的計(jì)算時(shí)間。該除法器能夠?qū)崿F(xiàn)在除法運(yùn)算時(shí)的硬件面積與運(yùn)算速度的有效折衷，即在快速運(yùn)算的同時(shí)不占用過多的硬件面積。
[0046]本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，總體思路如下:
[0047]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種除法器，所述除法器采用基數(shù)N算法，其中，N為21且i為大于等于3的正整數(shù)，初始被除數(shù)和初始除數(shù)的商大于等于-N小于等于N;所述除法器包括:符號(hào)位確定單元，用于讀入初始被除數(shù)的符號(hào)位和初始除數(shù)的符號(hào)位，分別判斷所述初始被除數(shù)和所述初始除數(shù)為正數(shù)或負(fù)數(shù)，獲得一判斷結(jié)果，并基于所述判斷結(jié)果確定所述初始被除數(shù)與所述初始除數(shù)的商值結(jié)果的符號(hào)位;除數(shù)倍數(shù)計(jì)算單元，用于讀入初始除數(shù)的數(shù)值位，并計(jì)算所述初始除數(shù)的數(shù)值位的P倍，以獲得第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值，其中，所述初始除數(shù)非零，P為整數(shù);令P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值，以獲得N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值;迭代計(jì)算單元，用于讀入初始被除數(shù)的數(shù)值位和所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值，并對(duì)所述初始被除數(shù)的數(shù)值位和所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值進(jìn)行K次迭代計(jì)算，每次迭代計(jì)算獲得i位的部分商值，在K次迭代計(jì)算之后，獲得K組i位的部分商值，并基于所述商值結(jié)果的符號(hào)位和所述K組i位的部分商值獲得完整商值結(jié)果;其中，K為正整數(shù)且依據(jù)i值和所述初始被除數(shù)的二進(jìn)制位數(shù)而定。
[0048]可見，在本發(fā)明方案中的除法器可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中硬件面積與運(yùn)算速度的要求，通過選取不同的N值，靈活地選擇每次產(chǎn)生的商的位數(shù)，且在每次迭代計(jì)算時(shí)產(chǎn)生至少三位商數(shù)字，縮短了除法的計(jì)算時(shí)間。有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中循環(huán)相減的多周期除法器每次迭代計(jì)算只產(chǎn)生一位商數(shù)字，在被除數(shù)與除數(shù)相差較大時(shí)，需要耗費(fèi)大量時(shí)間計(jì)算獲得完整的商值，而無法實(shí)現(xiàn)硬件面積與運(yùn)算速度的有效折衷的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了除法器在除法運(yùn)算時(shí)的硬件面積與運(yùn)算速度的有效折衷，能夠在快速運(yùn)算的同時(shí)不占用過多的硬件面積。另外，本方案除法器適用于在專用集成電路(ASIC，Applicat1n Specific IntegratedCircuit)上實(shí)現(xiàn)。
[0049]為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實(shí)施方式對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明實(shí)施例以及實(shí)施例中的具體特征是對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的詳細(xì)的說明，而不是對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的限定，在不沖突的情況下，本發(fā)明實(shí)施例以及實(shí)施例中的技術(shù)特征可以相互組合。
[0050]實(shí)施例一
[0051]請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種除法器，所述除法器采用基數(shù)N算法，其中，N為21且i為大于等于3的正整數(shù)，初始被除數(shù)和初始除數(shù)的商大于等于-N小于等于N;所述除法器包括:
[0052]符號(hào)位確定單元I，用于讀入初始被除數(shù)的符號(hào)位和初始除數(shù)的符號(hào)位，分別判斷所述初始被除數(shù)和所述初始除數(shù)為正數(shù)或負(fù)數(shù)，獲得一判斷結(jié)果，并基于所述判斷結(jié)果確定所述初始被除數(shù)與所述初始除數(shù)的商值結(jié)果的符號(hào)位；
[0053]具體的，符號(hào)位確定單元I讀取所述初始被除數(shù)的最高位和所述初始除數(shù)的最高位，并判斷所述初始被除數(shù)的最高位和所述初始除數(shù)的最高位分別為O或I;當(dāng)所述初始被除數(shù)的最高位為O時(shí)，確定所述初始被除數(shù)為負(fù)數(shù)，當(dāng)所述初始被除數(shù)的最高位為I時(shí)，確定所述初始被除數(shù)為正數(shù)，當(dāng)所述初始除數(shù)的最高位為O時(shí)，確定所述初始除數(shù)為負(fù)數(shù)，當(dāng)所述初始除數(shù)的最高位為I時(shí)，確定所述初始除數(shù)為正數(shù);進(jìn)一步，當(dāng)所述初始被除數(shù)和所述初始除數(shù)同為正數(shù)或負(fù)數(shù)時(shí)，確定所述初始被除數(shù)與所述初始除數(shù)的商值結(jié)果的符號(hào)位為I，當(dāng)所述初始被除數(shù)和所述初始除數(shù)一個(gè)為正數(shù)、一個(gè)為負(fù)數(shù)時(shí)，確定所述初始被除數(shù)與所述初始除數(shù)的商值結(jié)果的符號(hào)位為O。
[0054]除數(shù)倍數(shù)計(jì)算單元2，用于讀入初始除數(shù)的數(shù)值位Ds，并計(jì)算初始除數(shù)的數(shù)值位Ds的P倍，以獲得第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值P X Ds，其中，初始除數(shù)的數(shù)值位Ds非零，P為整數(shù);令P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值，以獲得N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值；
[0055]例如，所述除法器采用基數(shù)8算法，則N= S且i = 3，P依次在區(qū)間I?8內(nèi)取值，除數(shù)倍數(shù)計(jì)算單元2讀入初始除數(shù)的數(shù)值位Ds，在判斷確定初始除數(shù)的數(shù)值位Ds非零時(shí)，依次計(jì)算獲得初始除數(shù)的數(shù)值位Ds的I?8倍(S卩:Ds，2XDs，3XDs，...，8XDs)。
[0056]迭代計(jì)算單元3，用于讀入初始被除數(shù)的數(shù)值位Dd和所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值(PXDs，P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值)，并對(duì)初始被除數(shù)的數(shù)值位Dd和所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值進(jìn)行K次迭代計(jì)算，每次迭代計(jì)算獲得i位的部分商值，在K次迭代計(jì)算之后，獲得K組i位的部分商值，并基于所述商值結(jié)果的符號(hào)位和所述K組i位的部分商值獲得完整商值結(jié)果;其中，K為正整數(shù)且依據(jù)i值和初始被除數(shù)的數(shù)值位Dd的二進(jìn)制位數(shù)Q而定。具體的，K = Q/i，當(dāng)Q與i相除后存在小數(shù)點(diǎn)后的余數(shù)時(shí)直接進(jìn)位。
[0057]具體的，仍以基數(shù)8算法為例，迭代計(jì)算單元3讀入初始被除數(shù)的數(shù)值位Dd和初始除數(shù)的數(shù)值位Ds的I?8倍(Ds，2 X Ds，3 X Ds，...，8 X Ds)，對(duì)其進(jìn)行K次迭代計(jì)算，每次迭代計(jì)算獲得3位的部分商值。其中，當(dāng)初始被除數(shù)的數(shù)值位Dd的二進(jìn)制位數(shù)為15位時(shí)，在每次迭代計(jì)算獲得3位的部分商值時(shí)，需要進(jìn)行K= 15/3 = 5次迭代計(jì)算；當(dāng)初始被除數(shù)的數(shù)值位Dd的二進(jìn)制位數(shù)為31位時(shí)，在每次迭代計(jì)算獲得3位的部分商值時(shí)，需要進(jìn)行K = 31/3?11次迭代計(jì)算。當(dāng)然，在具體實(shí)施過程中，當(dāng)初始被除數(shù)的數(shù)值位Dd的位數(shù)較大時(shí)，可選擇不同的N值，來減小迭代次數(shù)，如選擇N = 31，則i = 5，在每次迭代計(jì)算獲得5位的部分商值時(shí)，對(duì)于上述31位的初始被除數(shù)的數(shù)值位Dd而言，則只需進(jìn)行K = 31/5?7次迭代計(jì)算即可，相比于N=8時(shí)，迭代計(jì)算的次數(shù)減少了 4次，縮短了運(yùn)算時(shí)間。
[0058]需要指出的是，本方案也適用于無符號(hào)數(shù)之間的除法運(yùn)算，當(dāng)初始被除數(shù)和初始除數(shù)為無符號(hào)數(shù)時(shí)，初始被除數(shù)和初始除數(shù)各自的二進(jìn)制位數(shù)即分別為二者的數(shù)值位。
[0059]進(jìn)一步，在具體實(shí)施過程中，在進(jìn)行除數(shù)倍數(shù)的計(jì)算時(shí)，為了避免或減少使用乘法器，并通過移位器和加法器來計(jì)算除數(shù)倍數(shù)，從而減少硬件資源消耗，請(qǐng)參考圖2，除數(shù)倍數(shù)計(jì)算單元2包括:
[0060]第一除數(shù)倍數(shù)計(jì)算模塊21，用于當(dāng)P取值為2的m次方倍時(shí)，通過將初始除數(shù)的數(shù)值位Ds左移m位，以獲得第一組除數(shù)倍數(shù)值;其中，m為大于等于O小于等于i的整數(shù)；
[0061 ]第二除數(shù)倍數(shù)計(jì)算模塊22，用于當(dāng)P取值為大于等于3的奇數(shù)時(shí)，通過將所述第一組除數(shù)倍數(shù)值與所述初始除數(shù)的數(shù)值位Ds進(jìn)行加、減法運(yùn)算，以獲得第二組除數(shù)倍數(shù)值；
[0062]第三除數(shù)倍數(shù)計(jì)算模塊23，用于當(dāng)P取值為偶數(shù)且不為2的m次方倍時(shí)，通過將所述第二組除數(shù)倍數(shù)值進(jìn)行移位以獲得第三組除數(shù)倍數(shù)值；
[0063]其中，所述第一組除數(shù)倍數(shù)值、所述第二組除數(shù)倍數(shù)值和所述第三組除數(shù)倍數(shù)值組成所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值。
[0064]具體的，仍以所述除法器采用基數(shù)8算法為例，P依次在區(qū)間I?8內(nèi)取值。m為大于等于O小于等于3的整數(shù)，P取值為2*3= 1、21 = 2、22 = 4、23 = 8 (S卩2的m次方倍)時(shí)，將Ds左移O位、I位、2位或3位來獲得Ds、2 XDs、4 XDs、8 XDs(即所述第一組除數(shù)倍數(shù)值)；當(dāng)P取值為3、
5、7(即大于等于3的奇數(shù))時(shí)，通過2\08+08、4\08 — 08、8\08 — 08來獲得3\08、5\08、7XDs(即所述第二組除數(shù)倍數(shù)值)；當(dāng)P取值為6(即偶數(shù)且不為2的m次方倍)時(shí)，通過對(duì)3XDs進(jìn)行移位來獲得6 X Ds (S卩所述第三組除數(shù)倍數(shù)值)。
[0065]在具體實(shí)施過程中，仍請(qǐng)參考圖2，迭代計(jì)算單元3包括:
[0066]迭代控制模塊31，用于控制j依次在區(qū)間I?K內(nèi)取值;還用于當(dāng)j取定一值時(shí)，控制P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值；
[0067]被除數(shù)移位模塊32，用于當(dāng)j大于等于2且小于等于K時(shí)，基于所述原始被除數(shù)的數(shù)值位確定第j迭代被除數(shù)，并將所述第j迭代被除數(shù)左移i位，獲得第j移位被除數(shù)；
[0068]余數(shù)獲取模塊33，用于當(dāng)j取值為I時(shí)，對(duì)所述原始被除數(shù)的數(shù)值位與第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值求差，獲得第P個(gè)第j余數(shù)，并當(dāng)P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值完成后，獲得N個(gè)第j余數(shù);還用于當(dāng)j在區(qū)間2?K內(nèi)取定一值時(shí)，對(duì)所述第j移位被除數(shù)與第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值求差，獲得第P個(gè)第j余數(shù)，并當(dāng)P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值完成后，獲得N個(gè)第j余數(shù)；
[0069]部分商值確定模塊34，用于當(dāng)j在區(qū)間I?K內(nèi)取定一值、且獲得N個(gè)第j余數(shù)后，依次將所述N個(gè)第j余數(shù)與零進(jìn)行比較，獲得第j比較結(jié)果，并基于所述第j比較結(jié)果確定第j部分商值;其中，所述第j部分商值的二進(jìn)制位數(shù)為i位；
[0070]完整商值確定模塊35，用于當(dāng)j依次在區(qū)間I?K內(nèi)取值時(shí)，將第j部分商值從寄存器的高位到低位依次寫入商值寄存器中，并添加所述商值結(jié)果的符號(hào)位，以獲得完整商值結(jié)果。
[0071]其中，當(dāng)j大于等于2且小于等于K時(shí)，在進(jìn)行第j次迭代計(jì)算時(shí)，基于第j-Ι次迭代計(jì)算獲得的第j-Ι比較結(jié)果，確定第j迭代被除數(shù)，并將所述第j迭代被除數(shù)左移i位，獲得第j移位被除數(shù)。
[0072]具體的，在j等于2時(shí)，I)當(dāng)所述N個(gè)第一余數(shù)中第一個(gè)第一余數(shù)小于零時(shí)，重新進(jìn)行第一次迭代計(jì)算；2)當(dāng)P大于等于2，在所述N個(gè)第一余數(shù)中第P-1個(gè)第j-Ι余數(shù)大于等于零、且第P個(gè)第一余數(shù)小于零時(shí)，確定第二部分商值為第P-1個(gè)第一余數(shù)。
[0073]在j大于等于3時(shí)，可通過以下兩種實(shí)施方案來確定第j迭代被除數(shù):I)當(dāng)所述N個(gè)第j-Ι余數(shù)中第一個(gè)第j-Ι余數(shù)小于零時(shí)，確定第j迭代被除數(shù)等于第j-Ι迭代被除數(shù);2)當(dāng)P大于等于2，在所述N個(gè)第j-Ι余數(shù)中第P-1個(gè)第j-Ι余數(shù)大于等于零、且第P個(gè)第j-Ι余數(shù)小于零時(shí)，確定第j部分商值為第P-1個(gè)第j-Ι余數(shù)。
[0074]進(jìn)一步，在具體實(shí)施過程中，當(dāng)j在區(qū)間I?K內(nèi)取定一值、且獲得N個(gè)第j余數(shù)后，依次將所述N個(gè)第j余數(shù)與零進(jìn)行比較，當(dāng)所述N個(gè)第j余數(shù)中第一個(gè)第j余數(shù)小于零時(shí)，確定第j部分商值為零;或者當(dāng)P大于等于2，在所述N個(gè)第j余數(shù)中第P-1個(gè)第j余數(shù)大于等于零、且第P個(gè)第j余數(shù)小于零時(shí)，確定第j部分商值為P-1。
[0075]具體的，以所述除法器采用基數(shù)8算法、原始被除數(shù)的數(shù)值位Dd為16位有符號(hào)數(shù)為例，可確定在進(jìn)行除法運(yùn)算時(shí)的迭代計(jì)算次數(shù)K為5。迭代計(jì)算單元3的處理流程如下:
[0076](I)在進(jìn)行第一次迭代計(jì)算時(shí):
[0077]余數(shù)獲取模塊33對(duì)原始被除數(shù)的數(shù)值位Dd與第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值求差，獲得第P個(gè)第一余數(shù)，令P依次在區(qū)間I?8內(nèi)取值，以獲得8個(gè)第一余數(shù)(Re 11?Re 18)，其中，Re 11 = Dd —Ds，Rel2 = Dd — 2 XDs，Rel3 = Dd — 3 XDs，...，Rel8 = Dd — 8 XDs;
[0078]部分商值確定模塊34依次將8個(gè)第一余數(shù)(Rell?Rel8)與零進(jìn)行比較，獲得第一比較結(jié)果；當(dāng)所述第一比較結(jié)果表明第I個(gè)第一余數(shù)Rell小于零時(shí)，確定第一次迭代計(jì)算獲得的第一部分商值為0( 二進(jìn)制表示為000);或者當(dāng)該比較結(jié)果表明第4個(gè)第一余數(shù)Rel4小于零且第3個(gè)第一余數(shù)Rel3大于等于零時(shí)，確定第一次迭代計(jì)算獲得的第一部分商值為3(二進(jìn)制表示為011);或者當(dāng)該比較結(jié)果表明第7個(gè)第一余數(shù)Rel7小于零且第6個(gè)第一余數(shù)Re 16大于等于零時(shí)，確定第一次迭代計(jì)算獲得的第一部分商值為6 ( 二進(jìn)制表示為110) ;其它情況依次類推，這里不再一一贅述。
[0079](2)在進(jìn)行第二次迭代計(jì)算時(shí):
[0080]被除數(shù)移位模塊32基于第一次迭代計(jì)算的第一比較結(jié)果，確定第二迭代被除數(shù)。當(dāng)所述第一比較結(jié)果表明第I個(gè)第一余數(shù)Rell小于O時(shí)，重新進(jìn)行第一次迭代計(jì)算;或者當(dāng)該比較結(jié)果表明第4個(gè)第一余數(shù)Rel4小于零且第3個(gè)第一余數(shù)Rel3大于等于零時(shí)，確定第二次迭代計(jì)算時(shí)的第二迭代被除數(shù)Dd2’等于Rel3;或者當(dāng)該比較結(jié)果表明第7個(gè)第一余數(shù)Rel7小于零且第6個(gè)第一余數(shù)Rel6大于等于零時(shí)，確定第二次迭代計(jì)算時(shí)的第二迭代被除數(shù)Dd2’等于Rel6;...;其它情況依次類推，這里不再一一贅述;進(jìn)一步，被除數(shù)移位模塊32將第二迭代被除數(shù)Dd2’左移3位，獲得第二移位被除數(shù)Dd2” ；
[0081 ]余數(shù)獲取模塊33對(duì)第二移位被除數(shù)Dd2”與第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值求差，獲得第P個(gè)第二余數(shù)，令P依次在區(qū)間I?8內(nèi)取值，以獲得8個(gè)第二余數(shù)(Re21?Re28)，其中，Re21=Dd2” 一Ds，Re22 = Dd2” 一2 XDs，Re23 = Dd2” 一3 XDs，...，Re28 = Dd2” 一8 XDs ；
[0082]部分商值確定模塊34依次將8個(gè)第二余數(shù)(Re21?Re28)與零進(jìn)行比較，獲得第二比較結(jié)果；當(dāng)所述第二比較結(jié)果表明第I個(gè)第二余數(shù)Re21小于零時(shí)，確定第二次迭代計(jì)算獲得的第二部分商值為0( 二進(jìn)制表示為000);或者當(dāng)該比較結(jié)果表明第4個(gè)第二余數(shù)Re24小于零且第3個(gè)第二余數(shù)Re23大于等于零時(shí)，確定第二次迭代計(jì)算獲得的第二部分商值為3(二進(jìn)制表示為011);或者當(dāng)該比較結(jié)果表明第7個(gè)第二余數(shù)Re27小于零且第6個(gè)第二余數(shù)Re26大于等于零時(shí)，確定第二次迭代計(jì)算獲得的第二部分商值為6 ( 二進(jìn)制表示為110);...;其它情況依次類推，這里不再一一贅述；
[0083](3)第三至第五次迭代計(jì)算獲得第三至第五部分商值的流程可依照上述第二次迭代計(jì)算流程進(jìn)行類推，這里不再一一贅述；
[0084](4)完整商值確定模塊35將5次迭代計(jì)算獲得的第一至第五部分商值，從寄存器的高位到低位依次寫入商值寄存器中，以獲得完整商值結(jié)果。例如，第一部分商值為“001”、第二部分商值為“011”、第三部分商值為“101”、第四部分商值為“001”、第五部分商值為“100”，則所述完整的商值結(jié)果的數(shù)值位二進(jìn)制序列為“001011101001100”。進(jìn)一步，將通過符號(hào)位確定單元I確定的商值結(jié)果的符號(hào)位添加在該二進(jìn)制序列的最高位，即獲得完整商值結(jié)果。
[0085]在具體實(shí)施過程中，在進(jìn)行除法運(yùn)算時(shí)，為了采用本方案除法器對(duì)被除數(shù)和除數(shù)進(jìn)行除法計(jì)算，需滿足被除數(shù)和除數(shù)的商大于等于-N小于等于N的條件，若被除數(shù)和除數(shù)的商不滿足此條件，可通過將被除數(shù)或除數(shù)進(jìn)行移位，以使獲得滿足此條件的初始被除數(shù)和初始除數(shù)，并在通過初始被除數(shù)和初始除數(shù)獲得商值結(jié)果后，將該商值結(jié)果進(jìn)行逆向移位，以獲得移位前的被除數(shù)和除數(shù)的商。
[0086]綜上所述，在本發(fā)明方案中的除法器可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中硬件面積與運(yùn)算速度的要求，通過選取不同的N值，靈活地選擇每次產(chǎn)生的商的位數(shù)，且在每次迭代計(jì)算時(shí)產(chǎn)生至少三位商數(shù)字，縮短了除法的計(jì)算時(shí)間。有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中循環(huán)相減的多周期除法器每次迭代計(jì)算只產(chǎn)生一位商數(shù)字，在被除數(shù)與除數(shù)相差較大時(shí)，需要耗費(fèi)大量時(shí)間計(jì)算獲得完整的商值，而無法實(shí)現(xiàn)硬件面積與運(yùn)算速度的有效折衷的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了除法器在除法運(yùn)算時(shí)的硬件面積與運(yùn)算速度的有效折衷，能夠在快速運(yùn)算的同時(shí)不占用過多的硬件面積。另外，本方案除法器適用于在專用集成電路(ASIC，Applicat1n SpecificIntegrated Circuit)上實(shí)現(xiàn)。
[0087]實(shí)施例二
[0088]基于同一發(fā)明構(gòu)思，請(qǐng)參考圖3，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種除法運(yùn)算方法，應(yīng)用于除法器中，所述除法器采用基數(shù)N算法，其中，N為21且i為大于等于3的正整數(shù)，初始被除數(shù)和初始除數(shù)的商大于等于-N小于等于N;所述方法包括以下步驟:
[0089]S1、讀入初始被除數(shù)的符號(hào)位和初始除數(shù)的符號(hào)位，分別判斷所述初始被除數(shù)和所述初始除數(shù)為正數(shù)或負(fù)數(shù)，獲得一判斷結(jié)果，并基于所述判斷結(jié)果確定所述初始被除數(shù)與所述初始除數(shù)的商值結(jié)果的符號(hào)位；
[0090]S2、讀入初始除數(shù)的數(shù)值位，并計(jì)算所述初始除數(shù)的數(shù)值位的P倍，以獲得第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值;其中，所述初始除數(shù)非零，P為整數(shù);令P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值，以獲得N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值；
[0091]S3、讀入初始被除數(shù)的數(shù)值位和所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值，并對(duì)所述初始被除數(shù)的數(shù)值位和所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值進(jìn)行K次迭代計(jì)算，每次迭代計(jì)算獲得i位的部分商值，在K次迭代計(jì)算之后，獲得K組i位的部分商值，并基于所述商值結(jié)果的符號(hào)位和所述K組i位的部分商值獲得完整商值結(jié)果;其中，K為正整數(shù)且依據(jù)i值和所述初始被除數(shù)的二進(jìn)制位數(shù)而定。
[0092]在具體實(shí)施過程中，所述步驟S2包括:
[0093]當(dāng)P取值為2的m次方倍時(shí)，通過將所述初始除數(shù)的數(shù)值位左移m位，以獲得第一組除數(shù)倍數(shù)值;其中，m為大于等于O小于等于i的整數(shù)；
[0094]當(dāng)P取值為大于等于3的奇數(shù)時(shí)，通過將所述第一組除數(shù)倍數(shù)值與所述初始除數(shù)的數(shù)值位進(jìn)行加、減法運(yùn)算，以獲得第二組除數(shù)倍數(shù)值；
[0095]當(dāng)P取值為偶數(shù)且不為2的m次方倍時(shí)，通過將所述第二組除數(shù)倍數(shù)值進(jìn)行移位，以獲得第三組除數(shù)倍數(shù)值；
[0096]其中，所述第一組除數(shù)倍數(shù)值、所述第二組除數(shù)倍數(shù)值、所述第三組除數(shù)倍數(shù)值和所述單倍除數(shù)值組成所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值。
[0097]在具體實(shí)施過程中，所述步驟S3包括:
[0098]控制j依次在區(qū)間I?K內(nèi)取值;并且當(dāng)j取定一值時(shí)，控制P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值；
[0099]當(dāng)j大于等于2且小于等于K時(shí)，基于所述原始被除數(shù)的數(shù)值位確定第j迭代被除數(shù)，并將所述第j迭代被除數(shù)左移i位，獲得第j移位被除數(shù)；
[0100]當(dāng)j取值為I時(shí)，對(duì)所述原始被除數(shù)的數(shù)值位與第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值求差，獲得第P個(gè)第j余數(shù)，并當(dāng)P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值完成后，獲得N個(gè)第j余數(shù);并且當(dāng)j在區(qū)間2?K內(nèi)取定一值時(shí)，對(duì)所述第j移位被除數(shù)與第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值求差，獲得第P個(gè)第j余數(shù)，并當(dāng)P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值完成后，獲得N個(gè)第j余數(shù)；
[0101]當(dāng)j在區(qū)間I?K內(nèi)取定一值、且獲得N個(gè)第j余數(shù)后，依次將所述N個(gè)第j余數(shù)與零進(jìn)行比較，獲得第j比較結(jié)果，并基于所述第j比較結(jié)果確定第j部分商值;其中，所述第j部分商值的二進(jìn)制位數(shù)為i位；
[0102]當(dāng)j依次在區(qū)間I?K內(nèi)取值時(shí)，將第j部分商值從寄存器的高位到低位依次寫入商值寄存器中，并添加所述商值結(jié)果的符號(hào)位，以獲得完整商值結(jié)果。
[0103]在具體實(shí)施過程中，
[0104]當(dāng)j大于等于2且小于等于K時(shí)，且在進(jìn)行第j次迭代計(jì)算時(shí)，基于第j-Ι次迭代計(jì)算獲得的第j-1比較結(jié)果，確定第j迭代被除數(shù)。
[0105]在具體實(shí)施過程中，當(dāng)j在區(qū)間I?K內(nèi)取定一值、且獲得N個(gè)第j余數(shù)后，依次將所述N個(gè)第j余數(shù)與零進(jìn)行比較，當(dāng)所述N個(gè)第j余數(shù)中第一個(gè)第j余數(shù)小于零時(shí)，確定第j部分商值為零;或者
[0106]當(dāng)P大于等于2，在所述N個(gè)第j余數(shù)中第P-1個(gè)第j余數(shù)大于等于零、且第P個(gè)第j余數(shù)小于零時(shí)，確定第j部分商值為P-1。
[0107]根據(jù)上面的描述，上述除法運(yùn)算方法應(yīng)用于上述除法器中，所以，該除法運(yùn)算方法與上述除法器的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例一致，在此就不再一一贅述了。
[0108]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例做出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0109]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種除法器，其特征在于，所述除法器采用基數(shù)N算法，其中，N為21且i為大于等于3的正整數(shù)，初始被除數(shù)和初始除數(shù)的商大于等于-N小于等于N;所述除法器包括: 符號(hào)位確定單元(I)，用于讀入初始被除數(shù)的符號(hào)位和初始除數(shù)的符號(hào)位，分別判斷所述初始被除數(shù)和所述初始除數(shù)為正數(shù)或負(fù)數(shù)，獲得一判斷結(jié)果，并基于所述判斷結(jié)果確定所述初始被除數(shù)與所述初始除數(shù)的商值結(jié)果的符號(hào)位； 除數(shù)倍數(shù)計(jì)算單元(2)，用于讀入初始除數(shù)的數(shù)值位，并計(jì)算所述初始除數(shù)的數(shù)值位的P倍，以獲得第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值，其中，所述初始除數(shù)非零，P為整數(shù);令P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值，以獲得N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值； 迭代計(jì)算單元(3)，用于讀入初始被除數(shù)的數(shù)值位和所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值，并對(duì)所述初始被除數(shù)的數(shù)值位和所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值進(jìn)行K次迭代計(jì)算，每次迭代計(jì)算獲得i位的部分商值，在K次迭代計(jì)算之后，獲得K組i位的部分商值，并基于所述商值結(jié)果的符號(hào)位和所述K組i位的部分商值獲得完整商值結(jié)果;其中，K為正整數(shù)且依據(jù)i值和所述初始被除數(shù)的二進(jìn)制位數(shù)而定。2.如權(quán)利要求1所述的除法器，其特征在于，所述除數(shù)倍數(shù)計(jì)算單元(2)包括: 第一除數(shù)倍數(shù)計(jì)算模塊(21 )，用于當(dāng)P取值為2的m次方倍時(shí)，通過將所述初始除數(shù)的數(shù)值位左移m位，以獲得第一組除數(shù)倍數(shù)值;其中，m為大于等于O小于等于i的整數(shù)； 第二除數(shù)倍數(shù)計(jì)算模塊(22)，用于當(dāng)P取值為大于等于3的奇數(shù)時(shí)，通過將所述第一組除數(shù)倍數(shù)值與所述初始除數(shù)的數(shù)值位進(jìn)行加、減法運(yùn)算，以獲得第二組除數(shù)倍數(shù)值； 第三除數(shù)倍數(shù)計(jì)算模塊(23)，用于當(dāng)P取值為偶數(shù)且不為2的m次方倍時(shí)，通過將所述第二組除數(shù)倍數(shù)值進(jìn)行移位，以獲得第三組除數(shù)倍數(shù)值； 其中，所述第一組除數(shù)倍數(shù)值、所述第二組除數(shù)倍數(shù)值和所述第三組除數(shù)倍數(shù)值組成所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值。3.如權(quán)利要求1所述的除法器，其特征在于，所述迭代計(jì)算單元(3)包括: 迭代控制模塊(31)，用于控制j依次在區(qū)間I?K內(nèi)取值;還用于當(dāng)j取定一值時(shí)，控制P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值； 被除數(shù)移位模塊(32)，用于當(dāng)j大于等于2且小于等于K時(shí)，基于所述原始被除數(shù)的數(shù)值位確定第j迭代被除數(shù)，并將所述第j迭代被除數(shù)左移i位，獲得第j移位被除數(shù)； 余數(shù)獲取模塊(33)，用于當(dāng)j取值為I時(shí)，對(duì)所述原始被除數(shù)的數(shù)值位與第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值求差，獲得第P個(gè)第j余數(shù)，并當(dāng)P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值完成后，獲得N個(gè)第j余數(shù);還用于當(dāng)j在區(qū)間2?K內(nèi)取定一值時(shí)，對(duì)所述第j移位被除數(shù)與第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值求差，獲得第P個(gè)第j余數(shù)，并當(dāng)P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值完成后，獲得N個(gè)第j余數(shù)； 部分商值確定模塊(34)，用于當(dāng)j在區(qū)間I?K內(nèi)取定一值、且獲得N個(gè)第j余數(shù)后，依次將所述N個(gè)第j余數(shù)與零進(jìn)行比較，獲得第j比較結(jié)果，并基于所述第j比較結(jié)果確定第j部分商值;其中，所述第j部分商值的二進(jìn)制位數(shù)為i位； 完整商值確定模塊(35)，用于當(dāng)j依次在區(qū)間I?K內(nèi)取值時(shí)，將第j部分商值從寄存器的高位到低位依次寫入商值寄存器中，并添加所述商值結(jié)果的符號(hào)位，以獲得完整商值結(jié)果O4.如權(quán)利要求3所述的除法器，其特征在于，所述被除數(shù)移位模塊(32)具體用于當(dāng)j大于等于2且小于等于K時(shí)，且在進(jìn)行第j次迭代計(jì)算時(shí)，基于第j-Ι次迭代計(jì)算獲得的第j-Ι比較結(jié)果，確定第j迭代被除數(shù)，并將所述第j迭代被除數(shù)左移i位，獲得第j移位被除數(shù)。5.如權(quán)利要求3所述的除法器，其特征在于，所述部分商值確定模塊(34)具體用于當(dāng)j在區(qū)間I?K內(nèi)取定一值、且獲得N個(gè)第j余數(shù)后，依次將所述N個(gè)第j余數(shù)與零進(jìn)行比較，當(dāng)所述N個(gè)第j余數(shù)中第一個(gè)第j余數(shù)小于零時(shí)，確定第j部分商值為零;或者 當(dāng)P大于等于2，在所述N個(gè)第j余數(shù)中第P-1個(gè)第j余數(shù)大于等于零、且第P個(gè)第j余數(shù)小于零時(shí)，確定第j部分商值為P-1。6.—種除法運(yùn)算方法，應(yīng)用于除法器中，所述除法器采用基數(shù)N算法，其中，N為21且i為大于等于3的正整數(shù)，初始被除數(shù)和初始除數(shù)的商大于等于-N小于等于N;其特征在于，所述方法包括以下步驟: 51、讀入初始被除數(shù)的符號(hào)位和初始除數(shù)的符號(hào)位，分別判斷所述初始被除數(shù)和所述初始除數(shù)為正數(shù)或負(fù)數(shù)，獲得一判斷結(jié)果，并基于所述判斷結(jié)果確定所述初始被除數(shù)與所述初始除數(shù)的商值結(jié)果的符號(hào)位； 52、讀入初始除數(shù)的數(shù)值位，并計(jì)算所述初始除數(shù)的數(shù)值位的P倍，以獲得第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值;其中，所述初始除數(shù)非零，P為整數(shù);令P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值，以獲得N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值； 53、讀入初始被除數(shù)的數(shù)值位和所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值，并對(duì)所述初始被除數(shù)的數(shù)值位和所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值進(jìn)行K次迭代計(jì)算，每次迭代計(jì)算獲得i位的部分商值，在K次迭代計(jì)算之后，獲得K組i位的部分商值，并基于所述商值結(jié)果的符號(hào)位和所述K組i位的部分商值獲得完整商值結(jié)果;其中，K為正整數(shù)且依據(jù)i值和所述初始被除數(shù)的二進(jìn)制位數(shù)而定。7.如權(quán)利要求6所述的除法運(yùn)算方法，其特征在于，所述步驟S2包括: 當(dāng)P取值為2的m次方倍時(shí)，通過將所述初始除數(shù)的數(shù)值位左移m位，以獲得第一組除數(shù)倍數(shù)值;其中，m為大于等于O小于等于i的整數(shù)； 當(dāng)P取值為大于等于3的奇數(shù)時(shí)，通過將所述第一組除數(shù)倍數(shù)值與所述初始除數(shù)的數(shù)值位進(jìn)行加、減法運(yùn)算，以獲得第二組除數(shù)倍數(shù)值； 當(dāng)P取值為偶數(shù)且不為2的m次方倍時(shí)，通過將所述第二組除數(shù)倍數(shù)值進(jìn)行移位，以獲得第三組除數(shù)倍數(shù)值； 其中，所述第一組除數(shù)倍數(shù)值、所述第二組除數(shù)倍數(shù)值、所述第三組除數(shù)倍數(shù)值和所述單倍除數(shù)值組成所述N個(gè)除數(shù)倍數(shù)值。8.如權(quán)利要求7所述的除法運(yùn)算方法，其特征在于，所述步驟S3包括: 控制j依次在區(qū)間I?K內(nèi)取值;并且當(dāng)j取定一值時(shí)，控制P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值； 當(dāng)j大于等于2且小于等于K時(shí)，基于所述原始被除數(shù)的數(shù)值位確定第j迭代被除數(shù)，并將所述第j迭代被除數(shù)左移i位，獲得第j移位被除數(shù)； 當(dāng)j取值為I時(shí)，對(duì)所述原始被除數(shù)的數(shù)值位與第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值求差，獲得第P個(gè)第j余數(shù)，并當(dāng)P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值完成后，獲得N個(gè)第j余數(shù);并且當(dāng)j在區(qū)間2?K內(nèi)取定一值時(shí)，對(duì)所述第j移位被除數(shù)與第P個(gè)除數(shù)倍數(shù)值求差，獲得第P個(gè)第j余數(shù)，并當(dāng)P依次在區(qū)間I?N內(nèi)取值完成后，獲得N個(gè)第j余數(shù)； 當(dāng)j在區(qū)間I?K內(nèi)取定一值、且獲得N個(gè)第j余數(shù)后，依次將所述N個(gè)第j余數(shù)與零進(jìn)行比較，獲得第j比較結(jié)果，并基于所述第j比較結(jié)果確定第j部分商值;其中，所述第j部分商值的二進(jìn)制位數(shù)為i位； 當(dāng)j依次在區(qū)間I?K內(nèi)取值時(shí)，將第j部分商值從寄存器的高位到低位依次寫入商值寄存器中，并添加所述商值結(jié)果的符號(hào)位，以獲得完整商值結(jié)果。9.如權(quán)利要求7所述的除法運(yùn)算方法，其特征在于， 當(dāng)j大于等于2且小于等于K時(shí)，且在進(jìn)行第j次迭代計(jì)算時(shí)，基于第j-Ι次迭代計(jì)算獲得的第j-Ι比較結(jié)果，確定第j迭代被除數(shù)。10.如權(quán)利要求7所述的除法運(yùn)算方法，其特征在于，當(dāng)j在區(qū)間I?K內(nèi)取定一值、且獲得N個(gè)第j余數(shù)后，依次將所述N個(gè)第j余數(shù)與零進(jìn)行比較，當(dāng)所述N個(gè)第j余數(shù)中第一個(gè)第j余數(shù)小于零時(shí)，確定第j部分商值為零;或者當(dāng)P大于等于2，在所述N個(gè)第j余數(shù)中第P-1個(gè)第j余數(shù)大于等于零、且第P個(gè)第j余數(shù)小于零時(shí)，確定第j部分商值為P-1。
【文檔編號(hào)】G06F7/535GK105955706SQ201610435062
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】張科峰, 王龔志
【申請(qǐng)人】武漢芯泰科技有限公司