Bài giảng Thiết kế logic số (VLSI design) - Chương III: Thiết kế các khối số thông dụng (Phần 5)

Nội dung text: Bài giảng Thiết kế logic số (VLSI design) - Chương III: Thiết kế các khối số thông dụng (Phần 5)

1. Thiết kế logic số (VLSI design) Bộ môn KT Xung, số, VXL quangkien82@gmail.com 08/2012 quangkien82@gmail.com 1/15
2. Mục đích, nội dung Mục đích: Nắm được các định dạng cơ bản của số thực, hiểu về các khối làm việc số thực và kỹ thuật pipelined. Nội dung: Các định dạng số thực, số thực dấu phảy động, số thực dấu phảy tĩnh, làm tròn số thực, thiết kế các khối làm việc với số thực. Thời lượng: 3 tiết bài giảng Yêu cầu: Sinh viên có sự chuẩn bị sơ bộ trước nội dụng bài học. quangkien82@gmail.com 5/23/2021 2/15
3. Tài liệu tham khảo • Giáo trình (320-350) • IEEE Standard for Binary Floating-Point Arithmetic. ANSI/IEEE Standard No. 754. • Computer Arithmetic Algorithms and Hardware Designs – Oxford University Press - 2000 quangkien82@gmail.com 5/23/2021 3/15
4. Các định dạng số thực • Floating point number • Fixed point number • Fraction representation • Others quangkien82@gmail.com 5/23/2021 4/15
5. Fixed-point number = 9, 375 = 150 *2^-4 = -6, 625 = -106 *2^-4 quangkien82@gmail.com 5/23/2021 5/15
6. Floating point number = −1푆 퐹푅 2 푃 − 푆 quangkien82@gmail.com 5/23/2021 6/15
7. IEEE 754 standard IEEE - 754 Single Precission IEEE - 754 Double Precission quangkien82@gmail.com 5/23/2021 7/15
8. Real number distribution overflow normalized denormalized normalized overflow -∞ +∞ 0 Floating point overflow normalized overflow -∞ +∞ 0 Fix point quangkien82@gmail.com 5/23/2021 8/15
9. Rounding schema Làm tròn hướng tới 0 Làm tròn hướng tới - quangkien82@gmail.com 5/23/2021 9/15
10. Rounding schema Làm tròn hướng tới +∞ quangkien82@gmail.com 5/23/2021 10/1 5
11. Rounding schema -4 -3 -2 -1 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 Làm tròn hướng tới số Làm tròn hướng tới số gần nhất chẵn gần nhất lẻ quangkien82@gmail.com 5/23/2021 11/15
12. Floating point adder (FPA) 푠푖 푛 푒 − 푆 = −1 1, 푛−1. . 1 0 2 푠푖 푛 푒 − 푆 = −1 1, 푛−1. . 1 0 2 푠푖 푛 −(푒 −푒 ) 푒 − 푆 = −1 1, 푛−1. . 1 0 2 2 − 푒 −푒 = 1, 푛−1. . 1 0 + 1, 푛−1. . 1 0 2 = + . 2−(푒 −푒 ) quangkien82@gmail.com 5/23/2021 12/16
13. FPA-phase 1 A B Operands unpack sa sb ea ea ma mb PHASE 1 Σ Compare_exponent REG1 quangkien82@gmail.com 5/23/2021 13/16
14. FPA-phase 2 REG1 Sel MUX PHASE 2 Correct _exponent shift_value shifter REG2 quangkien82@gmail.com 5/23/2021 14/16
15. FPA-phase 3 REG2 ma3 mb3 Sign logic Σ PHASE 3 Significand_adder Adjust exponent Nomalize REG3 quangkien82@gmail.com 5/23/2021 15/16
16. FPA-Phase 4 REG3 Rounding and selective component Adjust exponent Nomalize PHASE 4 result pack REG_OUT quangkien82@gmail.com 5/23/2021 16/15
17. Trắc nghiệm Câu 1: Ưu điểm chính số thực dấu phẩy động so với số thực dấu phẩy tĩnh là A. Có miền biểu diễn lớn và có dấu phẩy động B. Có miền biểu diễn lớn C. Có miền biểu diễn lớn, biểu diễn được các giá trị nhỏ độ chính xác cao D. Có miền biểu diễn lớn và đơn giản hóa trong việc thiết kế các khối tính toán quangkien82@gmail.com 5/23/2021 17/15
18. Trắc nghiệm Câu 2: Tại sao nhất định phải sử dụng số 1 ẩn (hidden 1) trong định dạng số thực dấu phảy động? A. Để giá trị của phần định trị lớn hơn 1 B. Vì phần định trị là số thực dấu phảy tĩnh C. Để tăng độ chính xác cho số thực dấu phảy động D. Để đảm bảo tương ứng 1-1 giữa giá trị với biểu diễn số. quangkien82@gmail.com 5/23/2021 18/15
19. Trắc nghiệm Câu 3: Thao tác làm tròn số thực là bắt buộc vì A. Các phép toán trên số thực không có độ chính xác tuyệt đối B. Số thực có dạng dẫu phảy động C. Số lượng bit biểu diễn số là giới hạn D. Đảm bảo độ chính xác tốt nhất cho phép toán quangkien82@gmail.com 5/23/2021 19/15
20. Trắc nghiệm Câu 3: Nhược điểm chính của số thực dấu phẩy động là A. Có độ chính xác không cao B. Phân bố không đều C. Các khối xử lý tính toán có cấu trúc phức tạp D. Có miền biểu diễn hạn chế. quangkien82@gmail.com 5/23/2021 20/15
21. Trắc nghiệm Câu 4: Ưu điểm chính của số thực dấu phẩy tĩnh: A. Đơn giản B. Phân bố đồng đều C. Dễ thiết kế các khối tính toán D. Kế thừa được các thiết kế của số nguyên quangkien82@gmail.com 5/23/2021 21/15