一種嵌入式系統(tǒng)的浮點除法運算方法、系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┝艘环N嵌入式系統(tǒng)的浮點除法運算方法、系統(tǒng)及嵌入式系統(tǒng)。其首先獲取被除數(shù)和除數(shù)；隨后將除數(shù)中的小數(shù)位提出；再利用除數(shù)的小數(shù)位獲取除數(shù)的倒數(shù)；將被除數(shù)的小數(shù)位和除數(shù)的小數(shù)位相乘獲得商的小數(shù)位；將被除數(shù)的指數(shù)位、除數(shù)的指數(shù)位和除數(shù)倒數(shù)的指數(shù)位相加獲得商的指數(shù)位；最后根據(jù)被除數(shù)的符號位和除數(shù)的符號位得到商的符號位，從而得到浮點數(shù)的除法運算結(jié)果。由于本浮點除法運算方法、系統(tǒng)及嵌入式系統(tǒng)不是利用迭代算法進行除法運算，而是僅僅利用相對運算量相對較少的加法、乘法等步驟進行運算，因此能夠以較少的步驟獲得除法運算的結(jié)果，從而能夠解決現(xiàn)有浮點除法運算方法因步驟較多而浪費嵌入式系統(tǒng)的運算資源的問題。
【專利說明】-種嵌入式系統(tǒng)的浮點除法運算方法、系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及計算機【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種嵌入式系統(tǒng)的浮點除法運算 方法、系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在嵌入式系統(tǒng)中，浮點運算由于精度高、數(shù)值表示范圍寬等特點，在各種數(shù)值運算 過程中被廣泛采用。浮點數(shù)即帶小數(shù)點的數(shù)，在科學(xué)計算中常表示為十進制的科學(xué)計數(shù)形 式；N=MXl〇E，其中N表示浮點數(shù)值，M為尾數(shù)（分為整數(shù)部分和小數(shù)部分），E為指數(shù)。二 進制浮點數(shù)表示形式類似于上述十進制浮點數(shù)表示方法，可表示為N=MX2E。浮點四則運 算中，加法運算、減法運算和乘法運算比較簡單，處理速度較快，而除法一般采用迭代算法， 需要較多步驟，從而造成嵌入式系統(tǒng)的運算資源的浪費。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N嵌入式系統(tǒng)的浮點除法運算方法、系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)， W解決現(xiàn)有浮點除法運算方法因步驟較多而浪費嵌入式系統(tǒng)的運算資源的問題。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下：
[0005] -種嵌入式系統(tǒng)的浮點除法運算方法，用于對單精度浮點數(shù)進行除法運算，包括 如下步驟：
[0006] 獲取被除數(shù)和除數(shù)；
[0007] 提取所述除數(shù)中的小數(shù)位，將其作為除數(shù)小數(shù)位；
[0008] 利用所述除數(shù)小數(shù)位獲取所述除數(shù)的倒數(shù)，將其作為除數(shù)倒數(shù)；
[0009] 將所述被除數(shù)的小數(shù)位和所述除數(shù)小數(shù)位相乘，取其結(jié)果的高23位作為商的小 數(shù)位；
[0010] 將所述被除數(shù)的指數(shù)位、所述除數(shù)的指數(shù)位和所述除數(shù)倒數(shù)的指數(shù)位相加，取其 H者之和作為所述商的指數(shù)位。
[0011] 根據(jù)所述被除數(shù)的符號位和所述除數(shù)的符號位確定所述商的符號位。
[0012] 優(yōu)選的，所述利用所述除數(shù)小數(shù)位獲取所述除數(shù)的倒數(shù)，將其作為除數(shù)倒數(shù)，包 括：
[0013] 將0?223-1存入所述嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存中，作為一個倒數(shù)表格；
[0014] 將所述除數(shù)小數(shù)位作為地址從所述倒數(shù)表格中獲取與所述地址相對應(yīng)的數(shù)據(jù)，將 所述數(shù)據(jù)作為所述除數(shù)倒數(shù)。
[00巧]優(yōu)選的，所述內(nèi)存的容量大于32MB。
[0016] 優(yōu)選的，所述根據(jù)所述被除數(shù)的符號位和所述除數(shù)的符號位確定所述商的符號 位，包括：
[0017] 判斷所述被除數(shù)的符號位與所述除數(shù)的符號位是否相同；
[0018] 如果相同則確定所述商的符號位為正，反之則確定所述商的符號位為負。
[0019] 一種嵌入式系統(tǒng)的浮點除法運算系統(tǒng)，用于對單精度浮點數(shù)進行除法運算，包 括：
[0020] 獲取模塊，用于獲取被除數(shù)和除數(shù)
[0021] 提取模塊，用于提取所述除數(shù)中的小數(shù)位，將其作為除數(shù)小數(shù)位；
[0022] 倒數(shù)計算模塊，用于利用所述除數(shù)小數(shù)位獲取所述除數(shù)的倒數(shù)，將其作為除數(shù)倒 數(shù)；
[0023] 小數(shù)位計算模塊，用于將所述被除數(shù)的小數(shù)位和所述除數(shù)小數(shù)位相乘，取其結(jié)果 的高23位作為商的小數(shù)位；
[0024] 指數(shù)位計算模塊，用于將所述被除數(shù)的指數(shù)位、所述除數(shù)的指數(shù)位和所述除數(shù)倒 數(shù)的指數(shù)位相加，將H者之和作為所述商的指數(shù)位。
[0025] 符號位計算模塊，用于根據(jù)所述被除數(shù)的符號位和所述除數(shù)的符號位確定所述商 的符號位。
[0026] 優(yōu)選的，所述倒數(shù)計算模塊包括：
[0027] 數(shù)據(jù)存儲單元，用于存儲倒數(shù)表格，所述倒數(shù)表格包括0?223-1;
[0028] 查表單元，用于將所述除數(shù)小數(shù)位作為地址從所述倒數(shù)表格中獲取與所述地址相 對應(yīng)的數(shù)據(jù)，將所述數(shù)據(jù)作為所述除數(shù)倒數(shù)。
[0029] 優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)存儲單元的容量大于32MB。
[0030] 優(yōu)選的，所述符號位計算模塊包括：
[0031] 判斷單元，用于判斷所述被除數(shù)的符號位與所述除數(shù)的符號位是否相同；
[0032] 符號確定單元，用于如果判斷結(jié)果相同則確定所述商的符號位為正，反之則確定 所述商的符號位為負。
[0033] -種嵌入式系統(tǒng)，包括如上所述的浮點除法運算系統(tǒng)。
[0034] 優(yōu)選的，所述嵌入式系統(tǒng)包括數(shù)字信號處理器。
[0035] 從上述技術(shù)方案可W看出，本申請?zhí)峁┝艘环N嵌入式系統(tǒng)的浮點除法運算方法、 系統(tǒng)及嵌入式系統(tǒng)。其首先獲取被除數(shù)和除數(shù)；隨后將除數(shù)中的小數(shù)位提出；再利用除數(shù) 的小數(shù)位獲取除數(shù)的倒數(shù)；將被除數(shù)的小數(shù)位和除數(shù)的小數(shù)位相乘獲得商的小數(shù)位；將被 除數(shù)的指數(shù)位、除數(shù)的指數(shù)位和除數(shù)倒數(shù)的指數(shù)位相加獲得商的指數(shù)位；最后根據(jù)被除數(shù) 的符號位和除數(shù)的符號位得到商的符號位，從而得到浮點數(shù)的除法運算結(jié)果。由于本浮點 除法運算方法、系統(tǒng)及嵌入式系統(tǒng)不是利用迭代算法中大量移位試商步驟進行除法運算， 而是僅僅利用相對運算量相對較少的加法、乘法等步驟進行運算，因此能夠W較少的步驟 獲得除法運算的結(jié)果，從而能夠解決現(xiàn)有浮點除法運算方法因步驟較多而浪費嵌入式系統(tǒng) 的運算資源的問題。
[0036] 對于雙精度浮點數(shù)的除法運算，可W將雙精度浮點數(shù)轉(zhuǎn)換為單精度浮點數(shù)，利用 本申請?zhí)峁┑倪\算方法進行除法運算，然后將兩個單精度浮點數(shù)除法結(jié)果再擴展為雙精度 浮點數(shù)即可，同樣能夠達到節(jié)省運算資源的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可w根據(jù)該些附圖獲得其他的附圖。
[003引圖1為本申請實施例提供的一種嵌入式系統(tǒng)的浮點除法運算方法的流程圖；
[0039] 圖2為本申請另一實施例提供的一種嵌入式系統(tǒng)的浮點除法運算系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0040] 下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[00川 實施例一
[0042] 圖1為本申請實施例提供的一種嵌入式系統(tǒng)的浮點除法運算方法的流程圖。
[0043] 本實施例提供的浮點除法運算方法用于對單精度浮點數(shù)進行運算。由于單精度浮 點數(shù)在嵌入式系統(tǒng)中存儲寬度為32位，其中第31位為符號位，第30?23位為指數(shù)位，第 22?0位為小數(shù)位，因此單精度浮點數(shù)可W利用小數(shù)位和指數(shù)位進行表示。此處將該除數(shù) 馬中的小數(shù)位提出，為了描述方便，將該小數(shù)位稱為除數(shù)小數(shù)位，并標做M2,將除數(shù)馬的指 數(shù)位表示為E2。另外，將被除數(shù)Ni的小數(shù)位和指數(shù)位分Ml和E2。
[0044] 對于^變形為^ = 即^等于被除數(shù)Ni乘W除數(shù)N,的倒數(shù)。 N.'， 1.0 、. 1.0U/ 1.0
[004引然后而二WX而二WX萬(而^X2-) 0
[0046] 將除數(shù)的倒數(shù)稱為除數(shù)倒數(shù)Nt，則W 由于除數(shù)的小數(shù)位M2取值范圍為 - 3 0?223-1，即有223種取值，則除數(shù)倒數(shù)Nt也有223種可能，我們可W把除數(shù)倒數(shù)Nt做成一 個表格，則該個表格需要占用內(nèi)存223X4字節(jié)的空間，即32MB。因此本實施例中需要提供 32MBW上的空間存儲該除數(shù)倒數(shù)Nt。
[0047] 又因為除數(shù)倒數(shù)Nt也可用小數(shù)位Mt和指數(shù)位化進行表示，因此可W表示為 iV, =M,x2A，則
[0048]

【權(quán)利要求】
1. 一種嵌入式系統(tǒng)的浮點除法運算方法，其特征在于，用于對單精度浮點數(shù)進行除法 運算，包括如下步驟： 獲取被除數(shù)和除數(shù)； 提取所述除數(shù)中的小數(shù)位，將其作為除數(shù)小數(shù)位； 利用所述除數(shù)小數(shù)位獲取所述除數(shù)的倒數(shù)，將其作為除數(shù)倒數(shù)； 將所述被除數(shù)的小數(shù)位和所述除數(shù)小數(shù)位相乘，取其結(jié)果的高23位作為商的小數(shù)位； 將所述被除數(shù)的指數(shù)位、所述除數(shù)的指數(shù)位和所述除數(shù)倒數(shù)的指數(shù)位相加，取其三者 之和作為所述商的指數(shù)位； 根據(jù)所述被除數(shù)的符號位和所述除數(shù)的符號位確定所述商的符號位。
2. 如權(quán)利要求1所述的浮點除法運算方法，其特征在于，所述利用所述除數(shù)小數(shù)位獲 取所述除數(shù)的倒數(shù)，將其作為除數(shù)倒數(shù)，包括： 將0?223-1存入所述嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存中，作為一個倒數(shù)表格； 將所述除數(shù)小數(shù)位作為地址從所述倒數(shù)表格中獲取與所述地址相對應(yīng)的數(shù)據(jù)，將所述 數(shù)據(jù)作為所述除數(shù)倒數(shù)。
3. 如權(quán)利要求2所述的浮點除法運算方法，其特征在于，所述內(nèi)存的容量大于32M字 節(jié)。
4. 如權(quán)利要求1所述的浮點除法運算方法，其特征在于，所述根據(jù)所述被除數(shù)的符號 位和所述除數(shù)的符號位確定所述商的符號位，包括： 判斷所述被除數(shù)的符號位與所述除數(shù)的符號位是否相同； 如果相同則確定所述商的符號位為正，反之則確定所述商的符號位為負。
5. -種嵌入式系統(tǒng)的浮點除法運算系統(tǒng)，其特征在于，用于對單精度浮點數(shù)進行除法 運算，包括： 獲取模塊，用于獲取被除數(shù)和除數(shù) 提取模塊，用于提取所述除數(shù)中的小數(shù)位，將其作為除數(shù)小數(shù)位； 倒數(shù)計算模塊，用于利用所述除數(shù)小數(shù)位獲取所述除數(shù)的倒數(shù)，將其作為除數(shù)倒數(shù)； 小數(shù)位計算模塊，用于將所述被除數(shù)的小數(shù)位和所述除數(shù)小數(shù)位相乘，取其結(jié)果的高 23位作為商的小數(shù)位； 指數(shù)位計算模塊，用于將所述被除數(shù)的指數(shù)位、所述除數(shù)的指數(shù)位和所述除數(shù)倒數(shù)的 指數(shù)位相加，將三者之和作為所述商的指數(shù)位； 符號位計算模塊，用于根據(jù)所述被除數(shù)的符號位和所述除數(shù)的符號位確定所述商的符 號位。
6. 如權(quán)利要求5所述的浮點除法運算系統(tǒng)，其特征在于，所述倒數(shù)計算模塊包括： 數(shù)據(jù)存儲單元，用于存儲倒數(shù)表格，所述倒數(shù)表格包括〇?223-1 ; 查表單元，用于將所述除數(shù)小數(shù)位作為地址從所述倒數(shù)表格中獲取與所述地址相對應(yīng) 的數(shù)據(jù)，將所述數(shù)據(jù)作為所述除數(shù)倒數(shù)。
7. 如權(quán)利要求6所述的浮點除法運算系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)存的容量大于32M字 節(jié)。
8. 如權(quán)利要求5所述的浮點除法運算系統(tǒng)，其特征在于，所述符號位計算模塊包括： 判斷單元，用于判斷所述被除數(shù)的符號位與所述除數(shù)的符號位是否相同； 符號確定單元，用于如果判斷結(jié)果相同則確定所述商的符號位為正，反之則確定所述 商的符號位為負。
9. 一種嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求5?8任一項所述的浮點除法運算系 統(tǒng)。
10. 如權(quán)利要求9所述的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式系統(tǒng)包括數(shù)字信號處理 器。
【文檔編號】G06F7/487GK104375800SQ201410745916
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】程瑛穎, 肖冀, 侯興哲, 周孔均, 楊華瀟, 杜杰 申請人:國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司