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 [email protected] 08/2012 [email protected] 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. [email protected] 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 [email protected] 5/23/2021 3/15
4. Các định dạng số thực • Floating point number • Fixed point number • Fraction representation • Others [email protected] 5/23/2021 4/15
5. Fixed-point number = 9, 375 = 150 *2^-4 = -6, 625 = -106 *2^-4 [email protected] 5/23/2021 5/15
6. Floating point number = −1푆 퐹푅 2 푃 − 푆 [email protected] 5/23/2021 6/15
7. IEEE 754 standard IEEE - 754 Single Precission IEEE - 754 Double Precission [email protected] 5/23/2021 7/15
8. Real number distribution overflow normalized denormalized normalized overflow -∞ +∞ 0 Floating point overflow normalized overflow -∞ +∞ 0 Fix point [email protected] 5/23/2021 8/15
9. Rounding schema Làm tròn hướng tới 0 Làm tròn hướng tới - [email protected] 5/23/2021 9/15
10. Rounding schema Làm tròn hướng tới +∞ [email protected] 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 [email protected] 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 ) [email protected] 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 [email protected] 5/23/2021 13/16
14. FPA-phase 2 REG1 Sel MUX PHASE 2 Correct _exponent shift_value shifter REG2 [email protected] 5/23/2021 14/16
15. FPA-phase 3 REG2 ma3 mb3 Sign logic Σ PHASE 3 Significand_adder Adjust exponent Nomalize REG3 [email protected] 5/23/2021 15/16
16. FPA-Phase 4 REG3 Rounding and selective component Adjust exponent Nomalize PHASE 4 result pack REG_OUT [email protected] 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 [email protected] 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. [email protected] 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 [email protected] 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. [email protected] 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 [email protected] 5/23/2021 21/15