8、计算机运算中的定点与浮点算术实现

计算机运算中的定点与浮点算术实现

1. 数组除法器性能与流水线阶段

在计算机运算中，数组除法器的性能与流水线阶段密切相关。通过使用 lpm 除法宏模块，对不同位宽（8×8、16×16、24×24）的数组除法器进行性能测试。测试结果表明，流水线阶段的数量对性能有显著影响，且最优的流水线阶段数量与分母的位数相同。以下是不同位宽数组除法器在不同流水线阶段下的性能和所需逻辑单元（LE）的图示信息：
- 性能（MHz）与流水线阶段的关系：随着流水线阶段的增加，性能呈现出一定的变化趋势。
- 所需逻辑单元（LE）与流水线阶段的关系：同样，逻辑单元的使用量也会随着流水线阶段的变化而改变。

2. 定点算术实现

2.1 VHDL - 2008 中的定点数据类型

VHDL - 2008 引入了无符号和有符号的定点数据类型 ufixed 和 sfixed，由于在数字信号处理（DSP）中更常处理有符号数，因此重点关注 sfixed 数据类型。为了实现对 VHDL - 1993 的遗留支持，可以通过调用额外的库来使用这些新的数据类型。具体代码如下：

LIBRARY ieee_proposed;
USE ieee_proposed.fixed_float_types.ALL;
USE ieee_proposed.fixed_pkg.all;

这些文件可以从 www.eda.org/fphdl 免费下载。

2.2 sfixed 数据类型的操作和函数

sfixed 数据类型支持多种操作和函数，包括算术、逻辑