MICROCHIP CoreFPU põhiujukomaga üksus

 

Sissejuhatus 

• Core Floating Point Unit (CoreFPU) on loodud ujukomaarvutuste ja teisendustehingute jaoks, ühe- ja kahekordse täpsusega ujukomaarvude jaoks. CoreFPU toetab fikskomaarvude teisendamist ujukomaarvudeks ja ujukomaarvude teisendamist fikskomaarvudeks ning ujukomaarvude liitmise, lahutamise ja korrutamise tehteid. IEEE® ujukomaarvutuste standard (IEEE 754) on ujukomaarvutuste tehniline standard.
• Tähtis: CoreFPU toetab ainult normaliseeritud arvudega arvutusi ja toetatud on ainult Verilogi keel; VHDL-i ei toetata.

Kokkuvõte
Järgmises tabelis on esitatud CoreFPU omaduste kokkuvõte.

Tabel 1. CoreFPU omadused 

Põhiversioon	See dokument kehtib CoreFPU v3.0 kohta.
Toetatud seadmepered	PolarFire® SoC PolarFire RTG4™
Toetatud tööriistavoog	Nõuab Libero® SoC v12.6 või uuemaid versioone.
Litsentsi andmine	CoreFPU ei ole litsentsiga lukustatud.
Paigaldusjuhised	CoreFPU tuleb Libero SoC IP-kataloogi automaatselt IP-kataloogi uuendamise funktsiooni kaudu installida. Teise võimalusena saab CoreFPU kataloogist käsitsi alla laadida. Kui IP-tuum on installitud... Pärast installimist konfigureeritakse, genereeritakse ja eksemplari luuakse SmartDesignis projekti lisamiseks.
Seadme kasutamine ja jõudlus	CoreFPU kasutus- ja jõudlusteabe kokkuvõte on esitatud jaotises Seadme ressursikasutus ja jõudlus.

CoreFPU muudatuste logi teave
See jaotis annab põhjaliku ülevaateview uute funktsioonide kohta, alustades kõige uuemast versioonist. Lisateavet lahendatud probleemide kohta leiate jaotisest „Lahendatud probleemid”.

Versioon	Mis on uut
v3.0	IP täpsuse parandamiseks rakendati täiendavaid väljundlippe
v2.1	Lisatud topelttäpsuse funktsioon
v2.0	Ajastuslainekujud on uuendatud
v1.0	CoreFPU esimene tootmisversioon

1. Omadused

CoreFPU-l on järgmised põhifunktsioonid:

• Toetab ühe- ja kahekordse täpsusega ujuvaid numbreid vastavalt standardile IEEE-754
• Toetab konversioone loetletud viisil:
  • Fikseeritud komaarvust ujukomaarvuks teisendamine
  • Ujukomaarvust fikseeritud komaarvuks teisendamine
• Toetab loetletud aritmeetilisi tehteid:
  • Ujukoma liitmine
  • Ujukoma lahutamine
  • Ujukoma korrutamine
• Pakub ümardamisskeemi (ümardamine lähima paarisarvuni) ainult aritmeetiliste tehtete jaoks
• Pakub ujukomaarvude jaoks lippe ületäitumise, alatäitumise, lõpmatuse (positiivne lõpmatus, negatiivne lõpmatus), vaikse NaN-i (QNaN) ja signaalimise NaN-i (SNaN) jaoks.
• Toetab aritmeetiliste tehteid täielikult torujuhtme abil rakendatavat
• Pakub võimalust konfigureerida põhikomponente vastavalt disaininõuetele

Funktsionaalne kirjeldus

• IEEE ujukomaarvutuse standard (IEEE 754) on ujukomaarvutuse tehniline standard. Mõiste "ujukoma" viitab arvu baaskomale (kümnend- või binaarkoma), mis asub arvu oluliste numbrite suhtes suvalises kohas.
  Ujukomaarvu väljendatakse tavaliselt teaduslikus tähistuses teatud radikaali (r) murru (F) ja astendajaga (E) kujul F × r^E. Kümnendarvud kasutavad radikaali 10 (F × 10^E); binaararvud aga radikaali 2 (F × 2^E).
• Ujukomaarvu esitus ei ole unikaalne. NäiteksampNäiteks arv 55.66 on esitatud kujul 5.566 × 10^1, 0.5566 × 10^2, 0.05566 × 10^3 jne. Murdosa on normaliseeritud. Normaliseeritud kujul on enne radikspunkti ainult üks nullist erinev number. NäiteksampNäiteks kümnendarv 123.4567 on normaliseeritud kujul 1.234567 × 10^2; kahendarv 1010.1011B on normaliseeritud kujul 1.0101011B × 2^3.
• Oluline on märkida, et ujukomaarvude täpsus väheneb, kui neid esitatakse fikseeritud arvu bittidega (näiteksamp(nt 32-bitine või 64-bitine). See on nii, sest reaalarve on lõpmatu arv (isegi väikeses vahemikus 0.0 kuni 0.1). Teisest küljest
  n-bitine binaarmuster esitab lõplikku 2^n erinevat arvu. Seega ei ole esitatud kõiki reaalarve. Selle asemel kasutatakse lähimat lähendust, mis põhjustab täpsuse kadu.

Ühe täpsusega ujukomaarvu esitatakse järgmiselt:

• Märgibitt: 1-bitine
• Eksponendi laius: 8 bitti
• Olulisus ja täpsus: 24 bitti (23 bitti on selgesõnaliselt salvestatud)

Joonis 2-1. 32-bitine kaader

Kahekordse täpsusega ujukomaarvu esitatakse järgmiselt:

• Märgibitt: 1-bitine
• Eksponendi laius: 11 bitti
• Olulisus ja täpsus: 53 bitti (52 bitti on selgesõnaliselt salvestatud)

Joonis 2-2. 64-bitine kaader CoreFPU on kahe teisendusmooduli (fikseeritud komaarvuks ja ujukomaarvuks fikseeritud komaarvuks) ja kolme aritmeetilise tehte (FP ADD, FP SUB ja FP MULT) tipptasemel integratsioon. Kasutaja saab konfigureerida ükskõik millise tehte vastavalt vajadusele nii, et ressursse kasutatakse valitud tehte jaoks.
Järgmisel joonisel on kujutatud CoreFPU tipptasemel plokkskeemi koos portidega.

Joonis 2-3. CoreFPU portide plokkskeem

Järgmises tabelis on loetletud sisend- ja väljundportide laiused. Tabel 2-1. Sisend- ja väljundportide laius

Signaal	Üksiku täpsusega laius	Topelttäppislaius
ain	[31:0]	[63:0]
prügikast	[31:0]	[63:0]
välja	[31:0]	[63:0]
mossitama	[31:0]	[63:0]

Fikseeritud komaarvust ujukomaarvuks (teisendus)

Fikseeritud ujukomaarvuks konfigureeritud CoreFPU järeldab fikseeritud komaarvust ujukomaarvuks teisendamise moodulit. CoreFPU sisendiks (ain) on mis tahes fikseeritud komaarv, mis sisaldab täisarvu ja murdarvu bitte. CoreFPU konfiguraatoril on valikud sisendi täisarvu ja murdarvu laiuse valimiseks. Sisend kehtib di_valid signaali korral ja väljund kehtib do_valid signaali korral. Fikseeritud ujukomaarvuks teisendamise operatsiooni väljund (aout) on ühe- või kahekordse täpsusega ujukomaarvu vormingus.
ExampFikseeritud komaarvu ujukomaarvuks teisendamise fail on loetletud järgmises tabelis.
Tabel 2-2. NtampFikseeritud komaarvu ujukomaarvuks teisendamise fail

Fikseeritud koma number			Ujukomaarv
ain	Täisarv	Murd	välja	Sign	Eksponent	Mantissa
0x12153524 (32-bitine)	00010010000101010	011010100100100	0x4610a9a9	0	10001100	00100001010100110101001
0x0000000000008CCC (64-bitine)	0000000000000000000000000000000000000000000000001	000110011001100	0x3FF199999999999A	0	01111111111	0001100110011001100110011001100110011001100110011010

Ujukomaarvust fikseeritud komaarvuks teisendamine 
Ujukomaarvuna fikseeritud komaarvuks konfigureeritud CoreFPU järeldab ujukomaarvust fikseeritud komaarvuks teisendamise moodulit. CoreFPU sisend (ain) on mis tahes ühe- või kahekordse täpsusega ujukomaarv ja väljund (aout) on fikseeritud koma vormingus, mis sisaldab täis- ja murdarvulisi bitte. Sisend kehtib di_valid signaali korral ja väljund kehtib do_valid signaali korral. CoreFPU konfiguraatoril on valikud väljundi täis- ja murdarvu laiuse valimiseks.
ExampUjukomaarvust fikseeritud komaarvuks teisendamise fail on loetletud järgmises tabelis.

Tabel 2-3. NtampUjukomaarvu fikseeritud komaarvuks teisendamise fail

Ujukomaarv				Fikseeritud koma number
ain	Sign	Eksponent	Mantissa	välja	Täisarv	Murd
0x41bd6783 (32-bitine)	0	10000011	01111010110011110000011	0x000bd678	00000000000010111	101011001111000
0x4002094c447c30d3 (64-bitine)	0	10000000000	0010000010010100110001000100011111000011000011010011	0x0000000000012095	0000000000000000000000000000000000000000000000010	010000010010101

Ujukoma liitmine (aritmeetiline tehe)
FP ADD-na konfigureeritud CoreFPU järeldab ujukomaarvude liitmise moodulit. See liidab kaks ujukomaarvu (ain ja bin) ning annab väljundi (pout) ujukomavormingus. Sisend ja väljund on ühe- või kahekordse täpsusega ujukomaarvud. Sisend kehtib signaali di_valid korral ja väljund kehtib signaali do_valid korral. Tuum genereerib liitmisoperatsiooni põhjal lipud ovfl_fg (ületäitumine), qnan_fg (vaikne number), snan_fg (signaali andmine, et number pole), pinf_fg (positiivne lõpmatus) ja ninf_fg (negatiivne lõpmatus).
ExampUjukoma liitmisoperatsioonide failid on loetletud järgmistes tabelites.
Tabel 2-4. NtampUjukoma liitmistehe fail (32-bitine)

Ujukoma väärtus	Sign	Eksponent	Mantissa
Ujukoma sisend 1 ain (0x4e989680)	0	10011101	00110001001011010000000
Ujukoma sisend 2 lahter (0x4f191b40)	0	10011110	00110010001101101000000
Ujukoma liitmise väljund pout (0x4f656680)	0	10011110	11001010110011010000000

Tabel 2-5. NtampUjukoma liitmistehe fail (64-bitine)

Ujukoma väärtus	Sign	Eksponent	Mantissa
Ujukoma sisend 1 ain (0x3ff4106ee30caa32)	0	01111111111	0100000100000110111011100011000011001010101000110010
Ujukoma sisend 2 bin (0x40020b2a78798e61)	0	10000000000	0010000010110010101001111000011110011000111001100001
Ujukoma liitmise väljund pout (0x400c1361e9ffe37a)	0	10000000000	1100000100110110000111101001111111111110001101111010

Ujukoma lahutamine (aritmeetiline tehe) 
FP SUB-ina konfigureeritud CoreFPU järeldab ujukomaarvude lahutamise moodulit. See lahutab kaks ujukomaarvu (ain ja bin) ning annab väljundi (pout) ujukomavormingus. Sisend ja väljund on ühe- või kahekordse täpsusega ujukomaarvud. Sisend kehtib signaali di_valid korral ja väljund kehtib signaali do_valid korral. Tuum genereerib lahutamisoperatsiooni põhjal lipud ovfl_fg (ületäitumine), unfl_fg (alatäitumine), qnan_fg (vaikne number pole), snan_fg (signaali andmine, et number pole), pinf_fg (positiivne lõpmatus) ja ninf_fg (negatiivne lõpmatus).
ExampUjukoma lahutamise tehte failid on loetletud järgmistes tabelites.
Tabel 2-6. NtampUjukoma lahutamise tehte fail (32-bitine)

Ujukoma väärtus	Sign	Eksponent	Mantissa
Ujukoma sisend 1 ain (0xac85465f)	1	01011001	00001010100011001011111
Ujukoma sisend 2 lahter (0x2f516779)	0	01011110	10100010110011101111001
Ujukomaga lahutamise väljund pout (0xaf5591ac)	1	01011110	10101011001000110101011

Ujukoma väärtus	Sign	Eksponent	Mantissa
Ujukoma sisend 1 ain (0x405569764adff823)	0	10000000101	0101011010010111011001001010110111111111100000100011
Ujukoma sisend 2 bin (0x4057d04e78dee3fc)	0	10000000101	0111110100000100111001111000110111101110001111111100
Ujukoma lahutamise väljund pout (0xc02336c16ff75ec8)	1	10000000010	0011001101101100000101101111111101110101111011001000

Ujukoma korrutamine (aritmeetiline tehe)
FP MULT-ina konfigureeritud CoreFPU järeldab ujukomakorrutusmooduli. See korrutab kaks ujukomaarvu (ain ja bin) ning annab väljundi (pout) ujukomavormingus. Sisend ja väljund on ühe- või kahekordse täpsusega ujukomaarvud. Sisend kehtib signaali di_valid korral ja väljund kehtib signaali do_valid korral. Tuum genereerib korrutusoperatsiooni põhjal lipud ovfl_fg (ületäitumine), unfl_fg (alatäitumine), qnan_fg (vaikne number pole), snan_fg (signaali andmine mittenumbrile), pinf_fg (positiivne lõpmatus) ja ninf_fg (negatiivne lõpmatus).
ExampUjukoma korrutustehe failid on loetletud järgmistes tabelites.
Tabel 2-8. NtampUjukoma korrutustehte fail (32-bitine)

Ujukoma väärtus	Sign	Eksponent	Mantissa
Ujukoma sisend 1 ain (0x1ec7a735)	0	00111101	10001111010011100110101
Ujukoma sisend 2 lahter (0x6ecf15e8)	0	11011101	10011110001010111101000
Ujukoma korrutamise väljund pout (0x4e21814a)	0	10011100	01000011000000101001010

Ujukoma väärtus	Sign	Eksponent	Mantissa
Ujukoma sisend 1 ain (0x40c1f5a9930be0df)	0	10000001100	0001111101011010100110010011000010111110000011011111
Ujukoma sisend 2 bin (0x400a0866c962b501)	0	10000000000	1010000010000110011011001001011000101011010100000001
Ujukoma korrutamise väljund pout (0x40dd38a1c3e2cae9)	0	10000001101	1101001110001010000111000011111000101100101011101001

 Tõeväärtustabel liitmiseks ja lahutamiseks 
Järgmistes tõeväärtustabelites on loetletud liitmise ja lahutamise väärtused. Tabel 2-10. Liitmise tõeväärtustabel

Andmed A	Andmed B	Sign Bit	Tulemus	Ülevool	Alavool	SNaN	QNaN	PINF	NINF
QNaN/SNaN	x	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0
x	QNaN/SNaN	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0
null	null	0	POSSZERO	0	0	0	0	0	0
null	posfiniitne(y)	0	posfiniitne(y)	0	0	0	0	0	0
null	negatiivselt piiratud(y)	1	negatiivselt piiratud(y)	0	0	0	0	0	0
null	posinfinite	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
null	lõpmatu	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
posfiniitne(y)	null	0	posfiniitne(y)	0	0	0	0	0	0
posfiniitne	posinfinite	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0

Tabel 2-10. Tõeväärtustabel liitmiseks (jätkub)
Andmed A	Andmed B	Sign Bit	Tulemus	Ülevool	Alavool	SNaN	QNaN	PINF	NINF
posfiniitne	lõpmatu	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
negatiivselt piiratud(y)	null	1	negatiivselt piiratud(y)	0	0	0	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	posinfinite	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
negatiivselt lõpmatu	lõpmatu	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
posinfinite	null	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
posinfinite	posfiniitne	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
posinfinite	negatiivselt lõpmatu	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
posinfinite	posinfinite	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
posinfinite	lõpmatu	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0
lõpmatu	null	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
lõpmatu	posfiniitne	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
lõpmatu	negatiivselt lõpmatu	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
lõpmatu	posinfinite	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0
lõpmatu	lõpmatu	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
posfiniitne	posfiniitne	0	posfiniitne	0	0	0	0	0	0
posfiniitne	posfiniitne	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
posfiniitne	posfiniitne	0/1	QNaN	0	0	0	1	0	0
posfiniitne	posfiniitne	0/1	SNaN	0	0	1	0	0	0
posfiniitne	posfiniitne	0	POSSNaN	1	0	1	0	0	0
posfiniitne	negatiivselt lõpmatu	0	posfiniitne	0	0	0	0	0	0
posfiniitne	negatiivselt lõpmatu	1	negatiivselt lõpmatu	0	0	0	0	0	0
posfiniitne	negatiivselt lõpmatu	0	POSSNaN	0	1	1	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	posfiniitne	0	posfiniitne	0	0	0	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	posfiniitne	1	negatiivselt lõpmatu	0	0	0	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	posfiniitne	0	POSSNaN	0	1	1	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	negatiivselt lõpmatu	1	negatiivselt lõpmatu	0	0	0	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	negatiivselt lõpmatu	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
negatiivselt lõpmatu	negatiivselt lõpmatu	0/1	QNaN	0	0	0	1	0	0
negatiivselt lõpmatu	negatiivselt lõpmatu	0/1	SNaN	0	0	1	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	negatiivselt lõpmatu	0	POSSNaN	1	0	1	0	0	0

Andmed A	Andmed B	Sign Bit	Tulemus	Ülevool	Alavool	SNaN	QNaN	PINF	NINF
QNaN/SNaN	x	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0
x	QNaN/SNaN	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0
null	null	0	POSSZERO	0	0	0	0	0	0
null	posfiniitne(y)	1	negatiivselt piiratud(y)	0	0	0	0	0	0
null	negatiivselt piiratud(y)	0	posfiniitne(y)	0	0	0	0	0	0
null	posinfinite	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
null	lõpmatu	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
posfiniitne(y)	null	0	posfiniitne(y)	0	0	0	0	0	0
posfiniitne	posinfinite	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
posfiniitne	lõpmatu	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
negatiivselt piiratud(y)	null	1	negatiivselt piiratud(y)	0	0	0	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	posinfinite	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1

Tabel 2-11. Lahutamise tõeväärtustabel (jätkub)
Andmed A	Andmed B	Sign Bit	Tulemus	Ülevool	Alavool	SNaN	QNaN	PINF	NINF
negatiivselt lõpmatu	lõpmatu	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
posinfinite	null	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
posinfinite	posfiniitne	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
posinfinite	negatiivselt lõpmatu	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
posinfinite	posinfinite	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0
posinfinite	lõpmatu	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
lõpmatu	null	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
lõpmatu	posfiniitne	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
lõpmatu	negatiivselt lõpmatu	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
lõpmatu	posinfinite	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
lõpmatu	lõpmatu	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0
posfiniitne	posfiniitne	0	posfiniitne	0	0	0	0	0	0
posfiniitne	posfiniitne	1	negatiivselt lõpmatu	0	0	0	0	0	0
posfiniitne	posfiniitne	0	POSSNaN	0	1	1	0	0	0
posfiniitne	negatiivselt lõpmatu	0	posfiniitne	0	0	0	0	0	0
posfiniitne	negatiivselt lõpmatu	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
posfiniitne	negatiivselt lõpmatu	0/1	QNaN	0	0	0	1	0	0
posfiniitne	negatiivselt lõpmatu	0/1	SNaN	0	0	1	0	0	0
posfiniitne	negatiivselt lõpmatu	0	POSSNaN	1	0	1	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	posfiniitne	1	negatiivselt lõpmatu	0	0	0	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	posfiniitne	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
negatiivselt lõpmatu	posfiniitne	0/1	QNaN	0	0	0	1	0	0
negatiivselt lõpmatu	posfiniitne	0/1	SNaN	0	0	1	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	posfiniitne	0	POSSNaN	1	0	1	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	negatiivselt lõpmatu	0	posfiniitne	0	0	0	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	negatiivselt lõpmatu	1	negatiivselt lõpmatu	0	0	0	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	negatiivselt lõpmatu	0	POSSNaN	0	1	1	0	0	0

Tähtis:

• Eelnevates tabelites tähistab „they” suvalist arvu.
• Eelnevates tabelites tähistab „ükskõik“ olekut.

Tõeväärtustabel korrutamiseks 
Järgnev tõeväärtustabel loetleb korrutustehte väärtused.

Tabel 2-12. Korrutamise tõeväärtustabel

Andmed A	Andmed B	Sign Bit	Tulemus	Ülevool	Alavool	SNaN	QNaN	PINF	NINF
QNaN/SNaN	x	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0
x	QNaN/SNaN	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0
null	null	0	POSSZERO	0	0	0	0	0	0
null	posfiniitne	0	POSSZERO	0	0	0	0	0	0
null	negatiivselt lõpmatu	0	POSSZERO	0	0	0	0	0	0
null	posinfinite	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0
null	lõpmatu	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0

Tabel 2-12. Korrutamise tõeväärtustabel (jätkub)
Andmed A	Andmed B	Sign Bit	Tulemus	Ülevool	Alavool	SNaN	QNaN	PINF	NINF
posfiniitne	null	0	POSSZERO	0	0	0	0	0	0
posfiniitne	posinfinite	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
posfiniitne	lõpmatu	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
negatiivselt lõpmatu	null	0	POSSZERO	0	0	0	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	posinfinite	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
negatiivselt lõpmatu	lõpmatu	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
posinfinite	null	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0
posinfinite	posfiniitne	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
posinfinite	negatiivselt lõpmatu	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
posinfinite	posinfinite	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
posinfinite	lõpmatu	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
lõpmatu	null	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0
lõpmatu	posfiniitne	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
lõpmatu	negatiivselt lõpmatu	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
lõpmatu	posinfinite	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
lõpmatu	lõpmatu	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
posfiniitne	posfiniitne	0	posfiniitne	0	0	0	0	0	0
posfiniitne	posfiniitne	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
posfiniitne	posfiniitne	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0
posfiniitne	posfiniitne	0	POSSNaN	0	0	1	0	0	0
posfiniitne	posfiniitne	0	POSSNaN	1	0	1	0	0	0
posfiniitne	posfiniitne	0	POSSNaN	0	1	1	0	0	0
posfiniitne	negatiivselt lõpmatu	1	negatiivselt lõpmatu	0	0	0	0	0	0
posfiniitne	negatiivselt lõpmatu	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
posfiniitne	negatiivselt lõpmatu	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0
posfiniitne	negatiivselt lõpmatu	0	POSSNaN	0	0	1	0	0	0
posfiniitne	negatiivselt lõpmatu	0	POSSNaN	1	0	1	0	0	0
posfiniitne	negatiivselt lõpmatu	0	POSSNaN	0	1	1	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	posfiniitne	1	negatiivselt lõpmatu	0	0	0	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	posfiniitne	1	lõpmatu	0	0	0	0	0	1
negatiivselt lõpmatu	posfiniitne	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0
negatiivselt lõpmatu	posfiniitne	0	POSSNaN	0	0	1	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	posfiniitne	0	POSSNaN	1	0	1	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	posfiniitne	0	POSSNaN	0	1	1	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	negatiivselt lõpmatu	0	posfiniitne	0	0	0	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	negatiivselt lõpmatu	0	posinfinite	0	0	0	0	1	0
negatiivselt lõpmatu	negatiivselt lõpmatu	0	POSQNaN	0	0	0	1	0	0
negatiivselt lõpmatu	negatiivselt lõpmatu	0	POSQNaN	0	0	1	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	negatiivselt lõpmatu	0	POSQNaN	1	0	1	0	0	0
negatiivselt lõpmatu	negatiivselt lõpmatu	0	POSQNaN	0	1	1	0	0	0

Tähtis:

Märgibitt '0' määratleb positiivse väljundi ja '1' negatiivse väljundi.
Eelmises tabelis olev x tähistab ükskõiksuse tingimust.

CoreFPU parameetrid ja liidese signaalid
Selles jaotises käsitletakse CoreFPU Configuratori sätete ja I/O-signaalide parameetreid.

Konfiguratsiooni GUI parameetrid 
FPU-seadmele kehtib mitu konfigureeritavat valikut, nagu on näidatud järgmises tabelis. Kui on vaja muud konfiguratsiooni peale vaikesätete, kasutatakse konfigureeritava valiku jaoks sobivate väärtuste valimiseks konfiguratsiooni dialoogiboksi.

Tabel 3-1. CoreFPU konfiguratsiooni GUI parameetrid 

Parameetri nimi	Vaikimisi	Kirjeldus
Täpsus	Vallaline	Valige toiming vastavalt vajadusele: Üksiktäpsus Topelttäpsus
Konversiooni tüüp	Fikseeritud komaarvust ujukomaarvuks teisendamine	Valige toiming vastavalt vajadusele: Fikseeritud komaarvust ujukomaarvuks teisendamine Ujukomaarvust fikseeritud komaarvuks teisendamine Ujukoma liitmine Ujukoma lahutamine Ujukoma korrutamine
Sisendmurru laius1	15	Konfigureerib sisendsignaalide ain ja bin murdosa. Kehtiv vahemik on 31–1
Väljundfraktsiooni laius2	15	Konfigureerib Output aout signaalide murdosa punkti Kehtiv vahemik on 51–1

Tähtis:

1. Seda parameetrit saab konfigureerida ainult fikseeritud komaarvult ujukomaarvule teisendamise ajal.
2. Seda parameetrit saab konfigureerida ainult ujukomaarvult fikseeritud komaarvule teisendamise ajal.

Sisend- ja väljundsignaalid (küsige küsimust)
Järgmises tabelis on loetletud CoreFPU sisend- ja väljundportide signaalid.

Tabel 3-2. Pordi kirjeldus 

Signaali nimi	Laius	Tüüp	Kirjeldus
clk	1	Sisend	Peamine süsteemikell
rstn	1	Sisend	Aktiivselt madal asünkroonne lähtestamine
kehtiv	1	Sisend	Aktiivse kõrge sisendi kehtivus See signaal näitab, et ain[31:0], ain[63:0] ja bin[31:0], bin[63:0] ruutudes olevad andmed on kehtivad.
ain	32/64	Sisend	Sisendsiin (seda kasutatakse kõigi toimingute jaoks)
prügikast1	32/64	Sisend	B Sisendsiin (kasutatakse ainult aritmeetilisteks toiminguteks)
välja2	32/64	Väljund	Väljundväärtus, kui on valitud fikseeritud ujukomaarvule või ujukomaarvult fikseeritud komaarvuks teisendamise operatsioonid.
mossitama1	32/64	Väljund	Väljundväärtus liitmis-, lahutamis- või korrutamistoimingute valimisel.

Tabel 3-2. Pordi kirjeldus (jätkub)
Signaali nimi	Laius	Tüüp	Kirjeldus
do_kehtiv	1	Väljund	Aktiivne kõrge signaal See signaal näitab, et pout/aout andmesiinil olevad andmed on kehtivad.
ovfl_fg3	1	Väljund	Aktiivne kõrge signaal See signaal näitab ujukomaarvude ületäitumist.
unfl_fg	1	Väljund	Aktiivne kõrge signaal See signaal näitab alatäitumist ujukomaarvutuste ajal.
qnan_fg3	1	Väljund	Aktiivne kõrge signaal See signaal näitab ujukomaarvude ajal Quiet Not a Number (QNaN) häiret.
snan_fg	1	Väljund	Aktiivne kõrge signaal See signaal näitab ujukomaoperatsioonide ajal signaali mitte-numbrit (SNaN).
pinf_fg3	1	Väljund	Aktiivne kõrge signaal See signaal näitab positiivset lõpmatust ujukomaarvutustehingute ajal.
ninf_fg	1	Väljund	Aktiivne kõrge signaal See signaal näitab ujukomaarvutuste ajal negatiivset lõpmatust.

Tähtis:

1. See port on saadaval ainult ujukomaarvude liitmise, lahutamise või korrutamise toimingute jaoks.
2. See port on saadaval ainult fikseeritud komaarvust ujukomaarvuks ja ujukomaarvust fikseeritud komaarvuks teisendamise toimingute jaoks.
3. See port on saadaval ujukomaarvust fikskomaarvuks teisendamiseks, ujukomaarvu liitmiseks, ujukomaarvu lahutamiseks ja ujukomaarvu korrutamiseks.

CoreFPU rakendamine Libero Design Suite'is

See osa kirjeldab CoreFPU rakendamist Libero Design Suite'is.

SmartDesign 

CoreFPU on allalaadimiseks saadaval Libero IP kataloogist läbi web hoidla. Kui tuum on kataloogis loetletud, luuakse selle eksemplar SmartDesigni voo abil. Lisateavet SmartDesigni kasutamise kohta tuumade konfigureerimiseks, ühendamiseks ja genereerimiseks leiate Libero SoC veebipõhisest abist.
Pärast põhiinstantsi konfigureerimist ja genereerimist simuleeritakse põhifunktsionaalsust CoreFPU-ga kaasasoleva testpingi abil. Testpingi parameetrid kohanduvad automaatselt CoreFPU konfiguratsiooniga. CoreFPU luuakse suurema disaini komponendina.
Joonis 4-1. SmartDesign CoreFPU eksemplar aritmeetiliste operatsioonide jaoks

Joonis 4-2. SmartDesign CoreFPU eksemplar konversioonitoimingu jaoks

 

Fikseeritud komaarvu ujukomaarvuks teisendamine
Fikseeritud komaarvult ujukomaarvuks teisendamise ajal on sisendmurru laius konfigureeritav. Vaikimisi on väljundmurru laius ühe täpsusega ujukomaarvu puhul 32-bitine ja kahekordse täpsusega ujukomaarvu puhul 64-bitine.
Fikseeritud komaarvu ujukomaarvuks teisendamiseks valige teisendustüübiks Fikseeritud ujukomaarvuks teisendamine, nagu on näidatud järgmisel joonisel.

Ujukoma fikseeritud komaga 
Ujukomaarvu fikseeritud komaarvuks teisendamise ajal on väljundi murdosa laius konfigureeritav ning sisendi laius on vaikimisi seatud 32-bitisele ühe täpsusega ujukomaarvu puhul ja 64-bitisele kahekordse täpsusega ujukomaarvu puhul.
Ujukomaarvu fikseeritud komaarvuks teisendamiseks valige teisendustüübiks Ujukomaarvust fikseeritud komaarvuks teisendamine, nagu on näidatud järgmisel joonisel.
Joonis 4-4. CoreFPU konfiguraator ujukomaarvust fikseeritud arvuni muutmiseks Ujukoma liitmine/lahutamine/korrutamine
Ujukomaarvutuse liitmise, lahutamise ja korrutamise ajal ei ole sisendmurru laius ja väljundmurru laius konfigureeritavad, kuna need on ujukomaarvutuse tehted ning sisend-/väljundlaius on vaikimisi seatud 32-bitisele ühekordse täpsusega ja 64-bitisele kahekordse täpsusega ujukomaarvutuse puhul.
Järgmisel joonisel on kujutatud ujukoma lahutamise operatsiooni CoreFPU konfiguraatorit.

Joonis 4-5. CoreFPU konfiguraator ujukoma lahutamiseksSimulatsioon (küsige küsimust)
Simulatsioonide käivitamiseks valige põhikonfiguratsiooni aknas Kasutaja testimiskeskkond. Pärast CoreFPU genereerimist käivitatakse eelsünteesi testimiskeskkond Riistvara kirjelduskeel (HDL). files on paigaldatud Liberosse.

Simulatsiooni lainekujud (Esita küsimus)
Selles jaotises käsitletakse CoreFPU simulatsioonilainekujusid.
Järgmistel joonistel on näidatud fikseeritud koma ja ujukoma teisendamise lainekuju nii 32-bitise kui ka 64-bitise süsteemi puhul.

Süsteemi integreerimine
Järgmisel joonisel on näidatud endineampsüdamiku kasutamise näide. Selles näitesampNäiteks kasutatakse disaini UART-i kommunikatsioonikanalina disaini ja hostarvuti vahel. Signaalid ain ja bin (mõlemad 32-bitise või 64-bitise laiusega) on UART-i sisendid disainile. Pärast seda, kui CoreFPU saab di_valid signaali, arvutab see tulemuse. Pärast tulemuse arvutamist läheb do_valid signaal kõrgeks ja salvestab tulemuse (aout/pout andmed) väljundpuhvrisse. Sama protseduur kehtib nii teisenduste kui ka aritmeetiliste toimingute kohta. Teisendustehingute jaoks piisab ainult sisendist ain, samas kui aritmeetiliste toimingute jaoks on vaja nii ain kui ka bin sisendeid. Väljund aout on lubatud teisendustehingute jaoks ja pout-port on lubatud aritmeetiliste toimingute jaoks.
Joonis 4-16. NtampCoreFPU süsteemi osa

 

1. Süntees (Esita küsimus)
   CoreFPU-s sünteesi käivitamiseks määrake disaini juureks IP-komponendi eksemplar ja käivitage Libero disainivoo paanil sünteesi tööriist.
   Koht ja marsruut (Esita küsimus)
   Pärast disaini sünteesimist käivitage tööriist „Place-and-Route“. CoreFPU ei vaja spetsiaalseid „place-and-route“ seadeid.
2. Kasutajate testimiskeskkond (Esita küsimus)
   CoreFPU IP-versiooniga on kaasas kasutaja testpink. Selle testpingi abil saate kontrollida CoreFPU funktsionaalset käitumist.

Kasutaja testimiskeskkonna lihtsustatud plokkskeem on näidatud järgmisel joonisel. Kasutaja testimiskeskkond loob konfigureeritud CoreFPU disaini (UUT) ning sisaldab käitumistestide andmegeneraatorit, vajalikku kella ja lähtestamissignaale.
Joonis 4-17. CoreFPU kasutaja testpink

Tähtis: ModelSimi simulaatoris tuleb jälgida väljundsignaale, vaata Simulatsiooni osa.

Lisaviited (Esita küsimus)
See jaotis sisaldab lisateabe loendit.
Tarkvara, seadmete ja riistvara kohta värskenduste ja lisateabe saamiseks külastage veebilehte

Intellektuaalomandi lehed Microchip FPGA-de ja PLD-de kohta websaidile.

1. Teadaolevad probleemid ja lahendused (Esita küsimus)
   CoreFPU v3.0 jaoks pole teadaolevaid probleeme ega lahendusi.
2. Lõpetatud funktsioonid ja seadmed (esitage küsimus)
   Selle IP-versiooniga ei kaasne ühtegi funktsiooni ega seadet, mis oleks lõpetatud.

Sõnastik

Järgnevalt on loetletud dokumendis kasutatud terminid ja definitsioonid.
Tabel 6-1. Terminid ja definitsioonid

Tähtaeg	Definitsioon
FPU	Ujukoma ühik
FP ADD	Ujukoma liitmine
FP SUB	Ujukoma lahutamine
FP MULT	Ujukoma korrutamine

Lahendatud probleemid 
Järgmises tabelis on loetletud kõik lahendatud probleemid erinevate CoreFPU versioonide puhul.

Tabel 7-1. Lahendatud probleemid

Vabasta	Kirjeldus
3.0	Järgnevalt on loetletud kõik v3.0 väljalaske lahendatud probleemid: Juhtumi number: 01420387 ja 01422128 Lisatud ümardamisskeemi loogika (ümardamine lähima paarisarvuni).
2.1	Järgnevalt on loetletud kõik v2.1 väljalaske lahendatud probleemid: Mitme südamiku eksemplari loomisel tekib disainis probleeme dubleeritud moodulite olemasolu tõttu. CoreFPU IP-eksemplari ümbernimetamine põhjustab vea „Määratlemata moodul”.
1.0	Esialgne väljalase

Seadme ressursikasutus ja jõudlus

CoreFPU makro on rakendatud järgmises tabelis loetletud perekondades.
Tabel 8-1. FPU PolarFire'i seadme kasutus 32-bitisel süsteemil

FPGA ressursid					Kasutamine
Perekond	4LUT	DFF	Kokku	Matemaatikaplokk	Seade	Protsenttage	Esitus	Latentsus
Fikseeritud komaga muutumisest ujukomaarvuks
PolarFire®	260	104	364	0	MPF300T	0.12	310 MHz	3
Ujukoma fikseeritud komaga
PolarFire	591	102	693	0	MPF300T	0.23	160 MHz	3
Ujukoma liitmine
PolarFire	1575	1551	3126	0	MPF300T	1.06	340 MHz	16
Ujukoma lahutamine
PolarFire	1561	1549	3110	0	MPF300T	1.04	345 MHz	16
Ujukoma korrutamine
PolarFire	465	847	1312	4	MPF300T	0.44	385 MHz	14

FPGA ressursid					Kasutamine
Perekond	4LUT	DFF	Kokku	Matemaatikaplokk	Seade	Protsenttage	Esitus	Latentsus
Fikseeritud komaga muutumisest ujukomaarvuks
RTG4™	264	104	368	0	RT4G150	0.24	160 MHz	3
Ujukoma fikseeritud komaga
RTG4	439	112	551	0	RT4G150	0.36	105 MHz	3
Ujukoma liitmine
RTG4	1733	1551	3284	0	RT4G150	1.16	195 MHz	16
Ujukoma lahutamine
RTG4	1729	1549	3258	0	RT4G150	1.16	190 MHz	16
Ujukoma korrutamine
RTG4	468	847	1315	4	RT4G150	0.87	175 MHz	14

FPGA ressursid					Kasutamine
Perekond	4LUT	DFF	Kokku	Matemaatikaplokk	Seade	Protsenttage	Esitus	Latentsus
Fikseeritud komaga muutumisest ujukomaarvuks
PolarFire®	638	201	849	0	MPF300T	0.28	305 MHz	3
Ujukoma fikseeritud komaga
PolarFire	2442	203	2645	0	MPF300T	0.89	110 MHz	3
Ujukoma liitmine
PolarFire	5144	4028	9172	0	MPF300T	3.06	240 MHz	16
Ujukoma lahutamine
PolarFire	5153	4026	9179	0	MPF300T	3.06	250 MHz	16
Ujukoma korrutamine
PolarFire	1161	3818	4979	16	MPF300T	1.66	340 MHz	27

FPGA ressursid					Kasutamine
Perekond	4LUT	DFF	Kokku	Matemaatikaplokk	Seade	Protsenttage	Esitus	Latentsus
Fikseeritud komaga muutumisest ujukomaarvuks
RTG4™	621	201	822	0	RT4G150	0.54	140 MHz	3
Ujukoma fikseeritud komaga
RTG4	1114	203	1215	0	RT4G150	0.86	75 MHz	3
Ujukoma liitmine
RTG4	4941	4028	8969	0	RT4G150	5.9	140 MHz	16
Ujukoma lahutamine
RTG4	5190	4026	9216	0	RT4G150	6.07	130 MHz	16
Ujukoma korrutamine
RTG4	1165	3818	4983	16	RT4G150	3.28	170 MHz	27

Tähtis: Sageduse suurendamiseks valige sünteesi seadetes suvand „Luba ajastamine uuesti”.

Läbivaatamise ajalugu

Redaktsiooniajalugu kirjeldab dokumendis rakendatud muudatusi. Muudatused on loetletud redaktsioonide kaupa, alustades kõige värskemast väljaandest.

Mikrokiibi FPGA tugi

Microchip FPGA tootegrupp toetab oma tooteid erinevate tugiteenustega, sealhulgas klienditeenindus, klienditeenindus, klienditeenindus, a websaidil ja ülemaailmsetes müügiesindustes. Klientidel soovitatakse enne klienditoega ühenduse võtmist külastada Microchipi veebiressursse, kuna on väga tõenäoline, et nende päringutele on juba vastatud.
Võtke ühendust tehnilise toe keskusega läbi websait aadressil www.microchip.com/support. Mainige FPGA seadme osa number, valige sobiv korpuse kategooria ja laadige üles kujundus files tehnilise toe juhtumi loomisel.
Võtke ühendust klienditeenindusega mittetehnilise tootetoe saamiseks, nagu toote hind, tooteuuendused, värskendusteave, tellimuse olek ja autoriseerimine.

• Põhja-Ameerikast helistage numbril 800.262.1060 XNUMX XNUMX
• Ülejäänud maailmast helistage numbril 650.318.4460 XNUMX XNUMX
• Faks kõikjalt maailmast, 650.318.8044 XNUMX XNUMX

Mikrokiibi teave

Kaubamärgid
Mikrokiibi nimi ja logo, M-logo ja muud nimed, logod ja kaubamärgid on ettevõtte Microchip Technology Incorporated või selle sidus- ja/või tütarettevõtete registreeritud ja registreerimata kaubamärgid Ameerika Ühendriikides ja/või teistes riikides (“Microchip” Kaubamärgid”). Teavet mikrokiibi kaubamärkide kohta leiate aadressilt https://www.microchip.com/en-us/about/legal-information/microchip-trademarks
ISBN: 979-8-3371-0947-3

Õiguslik teade
Seda väljaannet ja siin olevat teavet võib kasutada ainult Microchipi toodetega, sealhulgas Microchipi toodete kavandamiseks, testimiseks ja integreerimiseks teie rakendusega. Selle teabe kasutamine muul viisil rikub neid tingimusi. Teave seadme rakenduste kohta on esitatud ainult teie mugavuse huvides ja selle võivad asendada värskendused. Teie vastutate selle eest, et teie rakendus vastaks teie spetsifikatsioonidele. Täiendava toe saamiseks võtke ühendust kohaliku Microchipi müügiesindusega või hankige täiendavat tuge aadressil www.microchip.com/en-us/support/design-help/client-support-services

SELLE TEABE ESITAB MIKROKIIP „NAGU ON”. MICROCHIP EI ANNA MINGI SELGITUSLIKU VÕI KAUDSE, KIRJALIKKU VÕI SUULI, KOHUSTUSLIKULT VÕI MUUL SELGITUSI EGA GARANTIID, MIS SEOTUD TEABEGA, KAASA, KUID MITTE PIIRATUD, KAUDSETE GARANTIIDEGA. SOBIVUS KONKREETSEKS EESMÄRGIKS VÕI SELLE SEISUKORDI, KVALITEEDI VÕI TOIMIVUSEGA SEOTUD GARANTIID.

MICROCHIP EI VASTUTA MISGIGI KAUDSE, ERILISE, KARISTUSLIKU, JUHUSLIKU VÕI JÄRGNIKKU KAOTUSE, KAHJUDE, KULU VÕI MINGI LIIGI KULUD EEST, ÜHTEGI MIS TAHES SEOTUD TEABE VÕI SELLE KASUTAMISEGA, ON TEAVITATUD VÕIMALUSEST VÕI ON KAHJUD ETTEAVATAVAD. SEADUSEGA LUBATUD TÄIELIKULT EI ÜLETA MICROCHIPI KOGUVASTUTUS KÕIGI NÕUETE KOHTA, MIS MILLAL MILLE MÕELIKULT SEOTUD TEABE VÕI SELLE KASUTAMISEGA.

Microchipi seadmete kasutamine elu toetavates ja/või ohutusrakendustes on täielikult ostja vastutusel ning ostja nõustub kaitsma, hüvitama ja kahjutuks hoidma Microchipi sellisest kasutamisest tulenevate kahjude, nõuete, hagide või kulude eest. Mikrokiibi intellektuaalomandi õiguste alusel ei edastata litsentse, ei kaudselt ega muul viisil, kui pole öeldud teisiti.

Mikrokiibi seadmete koodikaitse funktsioon
Pange tähele järgmisi Microchipi toodete koodikaitse funktsiooni üksikasju:

• Mikrokiibi tooted vastavad nende konkreetsel mikrokiibi andmelehel sisalduvatele spetsifikatsioonidele.
• Microchip usub, et selle tooteperekond on turvaline, kui seda kasutatakse ettenähtud viisil, tööspetsifikatsioonide piires ja tavatingimustes.
• Mikrokiip väärtustab ja kaitseb agressiivselt oma intellektuaalomandi õigusi. Katsed rikkuda Microchipi toodete koodikaitse funktsioone on rangelt keelatud ja võivad rikkuda Ameerika Ühendriikide autorikaitse seadust.
• Ei Microchip ega ükski teine ​​pooljuhtide tootja ei saa garanteerida oma koodi turvalisust. Koodikaitse ei tähenda, et me garanteerime, et toode on purunematu. Koodikaitse areneb pidevalt. Microchip on pühendunud oma toodete koodikaitsefunktsioonide pidevale täiustamisele.

Dokumendid / Ressursid

MICROCHIP CoreFPU põhiujukomaga üksus [pdfKasutusjuhend v3.0, v2.1, v2.0, v1.0, CoreFPU põhiujukomaühik, põhiujukomaühik, ujukomaühik, punktiühik

Viited

• Kasutusjuhend