嵌入式FPU微指令控制模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

一般來講，設(shè)計(jì)驗(yàn)證方法包括兩大類：模擬的方法和形式化的方法。本設(shè)計(jì)采用模擬的方法。模擬驗(yàn)證環(huán)境如圖3所示，運(yùn)用基于斷言的驗(yàn)證方法，主要分為三大部分：激勵(lì)部分、待測(cè)模塊和驗(yàn)證比較模塊。

圖3 模擬驗(yàn)證環(huán)境

一般情況下，激勵(lì)的生成方法有兩種：一類是直接激勵(lì)生成；一類是隨機(jī)激勵(lì)生成。本設(shè)計(jì)兩種方法都使用了，對(duì)于正常的加減乘除等運(yùn)算采用了隨機(jī)生成激勵(lì)（約束性隨機(jī)），而對(duì)于其他邊角情況使用了直接激勵(lì)，特別各種異常情況。輔助模塊包括指數(shù)運(yùn)算模塊、尾數(shù)運(yùn)算模塊和符號(hào)運(yùn)算模塊。比較結(jié)果輸出模塊包括運(yùn)用設(shè)計(jì)規(guī)范指定的結(jié)果與驗(yàn)證模塊輸出的結(jié)果進(jìn)行比較。

4.結(jié)論

32位FPU中微程序控制器的設(shè)計(jì)經(jīng)仿真驗(yàn)證證明它的功能是完全能滿足IEEE754標(biāo)準(zhǔn)的FPU的控制功能。在設(shè)計(jì)中采用了多入口地址等提高微程序控制能力的方法。為了提高電路性能，使用門級(jí)設(shè)計(jì)方法。通過布局布線后的結(jié)果看出，該設(shè)計(jì)規(guī)模小、速度高，非常適合嵌入式應(yīng)用。此微程序控制器可以在所有滿足IEEE754標(biāo)準(zhǔn)的浮點(diǎn)處理器中使用，提高了設(shè)計(jì)的效率和可靠性，加快了設(shè)計(jì)周期。

本文作者的創(chuàng)新點(diǎn)：采用微程序控制的設(shè)計(jì)方法，同時(shí)采用門級(jí)設(shè)計(jì)方法，所以規(guī)模小，速度快。通過Modelsim仿真，完全滿足符合IEEE754標(biāo)準(zhǔn)的浮點(diǎn)處理器的應(yīng)用。

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