MICROCHIP CoreFPU Core Floating Point Unit

Bubuka 

• Unit Titik Ngambang Inti (CoreFPU) dirancang pikeun operasi aritmatika sareng konvérsi titik ngambang, pikeun nomer titik ngambang presisi tunggal sareng ganda. CoreFPU ngarojong tetep-titik ka floating-titik na floating-titik pikeun conversions tetep-titik sarta floating-titik tambahan, pangurangan, sarta operasi multiplication. Standar IEEE® pikeun Floating-Point Arithmetic (IEEE 754) mangrupikeun standar téknis pikeun komputasi titik ngambang.
• penting: CoreFPU ngarojong itungan kalawan jumlah normalized wungkul, sarta ngan basa Verilog dirojong; VHDL henteu dirojong.

Ringkesan
Tabel di handap ieu nyayogikeun kasimpulan karakteristik CoreFPU.

Tabél 1. Ciri CoreFPU 

Émbaran Log Robah CoreFPU
bagian ieu nyadiakeun leuwih komprehensifview fitur nu anyar diasupkeun, dimimitian ku release panganyarna. Kanggo inpo nu langkung lengkep ihwal masalah anu direngsekeun, tingali bagian Masalah Ngarengsekeun.

1. Fitur

CoreFPU ngagaduhan fitur konci ieu:

• Ngarojong Single sarta Double Precision Floating Jumlah sakumaha per IEEE-754 Standar
• Ngarojong Konversi sakumaha didaptarkeun:
  • Maneuh-titik kana konversi Floating-titik
  • Floating-point kana konvérsi titik Maneuh
• Ngarojong Operasi Arithmetic sakumaha didaptarkeun:
  • Floating-titik tambahan
  • Pangurangan titik ngambang
  • Floating-titik multiplication
• Nyadiakeun Skéma Rounding (Bander ka pangcaketna malah) pikeun Operasi Aritmatika wungkul
• Nyadiakeun Bandéra pikeun Overflow, Underflow, Infinity (Positip Infinity, Negative Infinity), Quiet NaN (QNaN) jeung Signaling NaN (SNaN) pikeun Floating-Point Numbers.
• Ngarojong palaksanaan pinuh pipelined Operasi Aritmetika
• Nyadiakeun Pranata pikeun ngonpigurasikeun Inti pikeun Sarat Desain

Pedaran Fungsional

• Standar IEEE pikeun Floating-Point Arithmetic (IEEE 754) mangrupikeun standar téknis pikeun komputasi titik ngambang. Istilah floating-point nujul kana titik radix tina angka (titik desimal atawa titik binér), nu disimpen di mana waé nu aya kaitannana ka digit signifikan tina jumlah.
  Jumlah floating-point ilaharna dinyatakeun dina notasi ilmiah, kalawan fraksi (F), jeung hiji éksponén (E) tina radix tangtu (r), dina wangun F × r^E. Wilangan désimal ngagunakeun radix 10 (F × 10^E); sedengkeun wilangan binér ngagunakeun radix 2 (F × 2^E).
• Répréséntasi tina angka floating-point teu unik. Pikeun example, angka 55.66 digambarkeun salaku 5.566 × 10^1, 0.5566 × 10^2, 0.05566 × 10^3, jeung saterusna. Bagian fraksional dinormalisasi. Dina bentuk dinormalisasi, ngan aya hiji angka non-enol saméméh titik radix. Pikeun example, angka desimal 123.4567 dinormalisasi jadi 1.234567 × 10^2; angka binér 1010.1011B dinormalisasi jadi 1.0101011B × 2^3.
• Kadé dicatet yén angka floating-point kakurangan tina leungitna precision lamun digambarkeun ku jumlah tetep bit (pikeun ex.ample, 32-bit atanapi 64-bit). Ieu kusabab aya hiji angka tanpa wates of wilangan riil (malah dina rentang leutik ti 0.0 nepi ka 0.1). Di sisi séjén, hiji
  Pola binér n-bit ngagambarkeun 2^n angka anu béda. Lantaran kitu, teu sakabéh wilangan riil digambarkeun. Aproksimasi pangcaketna dipaké gantina, nu ngakibatkeun leungitna akurasi.

Nomer floating-point precision tunggal digambarkeun saperti kieu:

• Tanda bit: 1-bit
• Lebar éksponén: 8 bit
• Katepatan signifikan: 24 bit (23 bit disimpen sacara eksplisit)

Gambar 2-1. Pigura 32-bit

Jumlah floating-point precision ganda digambarkeun saperti kieu:

• Tanda bit: 1-bit
• Lebar éksponén: 11 bit
• Katepatan signifikan: 53 bit (52 bit disimpen sacara eksplisit)

Gambar 2-2. Pigura 64-bit CoreFPU mangrupikeun integrasi tingkat luhur tina dua modul konvérsi (Fixed to Float point and Float to Fixed point) sareng tilu operasi aritmetika (FP ADD, FP SUB, sareng FP MULT). Pamaké tiasa ngonpigurasikeun salah sahiji operasi dumasar kana sarat supados sumber daya tiasa dianggo pikeun operasi anu dipilih.
Gambar di handap ieu nunjukkeun diagram blok CoreFPU tingkat luhur sareng palabuhan.

Gambar 2-3. CoreFPU palabuhan Blok Diagram

Tabel di handap ieu daptar lebar Input jeung Output port. Tabél 2-1. Input jeung Output Port Width

Maneuh-Titik ka Ngambang-Titik (Konversi)

CoreFPU dikonpigurasi sakumaha dibereskeun ka floating-point infers tetep-titik kana modul konversi floating-point. Input (ain) ka CoreFPU mangrupikeun nomer titik tetep anu ngandung integer sareng bit pecahan. Configurator CoreFPU gaduh pilihan pikeun milih integer input sareng lebar fraksi. Input valid dina sinyal di_valid sareng kaluaran valid dina do_valid. Kaluaran (aout) tina operasi tetep ngambang aya dina format floating-point precision tunggal atanapi ganda.
Example pikeun operasi konversi titik tetep ka floating-point didaptarkeun dina tabel di handap ieu.
Tabél 2-2. Misalample pikeun Maneuh-Point ka Konversi Floating-Point

Floating-Point ka Fixed-Point (Konversi) 
CoreFPU dikonpigurasi salaku floating ka fixed-point infers floating-point ka modul konversi fixed-point. Input (ain) ka CoreFPU mangrupikeun nomer floating-point precision tunggal atanapi ganda sareng ngahasilkeun kaluaran (aout) dina format titik tetep anu ngandung integer sareng bit fraksional. Input valid dina sinyal di_valid sareng kaluaran valid dina do_valid. Configurator CoreFPU gaduh pilihan pikeun milih integer kaluaran sareng lebar fraksi.
Example pikeun floating-point kana operasi konversi dibereskeun-titik didaptarkeun dina tabel di handap ieu.

Tabél 2-3. Misalample pikeun Floating-Point ka Konversi Maneuh-Point

Panambahan Titik Ngambang (Operasi Aritmatika)
CoreFPU dikonpigurasi salaku FP ADD infers modul tambahan floating-titik. Éta nambihan dua angka floating-point (ain sareng bin) sareng nyayogikeun kaluaran (pout) dina format floating-point. Input sareng kaluaran mangrupikeun angka floating-point precision tunggal atanapi ganda. Input valid dina sinyal di_valid sareng kaluaran valid dina do_valid. Inti ngahasilkeun ovfl_fg (Ngabahekeun), qnan_fg (Tenang Henteu Nomer), snan_fg (Sinyal Henteu Nomer), pinf_fg (Positip Infinity), sareng ninf_fg (Negatif Teu Terhingga) umbul dumasar kana operasi tambahan.
Examples pikeun operasi tambahan floating-point dibéréndélkeun dina tabel di handap ieu.
Tabél 2-4. Misalample pikeun Operasi Tambahan Titik Ngambang (32-bit)

Tabél 2-5. Misalample pikeun Operasi Tambahan Titik Ngambang (64-bit)

Pangurangan Titik Ngambang (Operasi Aritmatika) 
CoreFPU dikonpigurasi salaku FP SUB infers modul pangurangan floating-point. Éta ngirangan dua angka floating-point (ain sareng bin) sareng nyayogikeun kaluaran (pout) dina format floating-point. Input sareng kaluaran mangrupikeun angka floating-point precision tunggal atanapi ganda. Input valid dina sinyal di_valid sareng kaluaran valid dina do_valid. Inti ngahasilkeun ovfl_fg (Ngabahekeun), unfl_fg (underflow), qnan_fg (Tenang Henteu Nomer), snan_fg (Sinyal Henteu Nomer), pinf_fg (Positip Teu Terhingga), sareng ninf_fg (Negatif Teu Terhingga) umbul dumasar kana operasi pangurangan.
Examples pikeun operasi pangurangan floating-point dibéréndélkeun dina tabel di handap ieu.
Tabél 2-6. Misalample pikeun Operasi Pangurangan Titik Ngambang (32-bit)

Multiplikasi Titik Ngambang (Operasi Aritmatika)
CoreFPU dikonpigurasi salaku FP MULT infers modul multiplication floating-titik. Ieu multiplies dua angka floating-point (ain jeung bin) jeung nyadiakeun kaluaran (pout) dina format floating-point. Input sareng kaluaran mangrupikeun angka floating-point precision tunggal atanapi ganda. Input valid dina sinyal di_valid sareng kaluaran valid dina do_valid. Inti ngahasilkeun ovfl_fg (Ngabahekeun), unfl_fg (Underflow), qnan_fg (Tenang Henteu Nomer), snan_fg (Sinyal Henteu Nomer), pinf_fg (Positip Infinity), sareng ninf_fg (Negatif Teu Terhingga) umbul dumasar kana operasi multiplikasi.
Examples pikeun operasi multiplication floating-point dibéréndélkeun dina tabel di handap ieu.
Tabél 2-8. Misalample pikeun Floating-Point Multiplication Operation (32-bit)

 Méja Kaleresan pikeun Tambihan sareng Pangurangan 
Tabel bebeneran di handap daptar nilai pikeun operasi tambah jeung pangurangan. Méja 2-10. Méja Kaleresan pikeun Tambihan

penting:

• Aranjeunna dina tabel sateuacana nunjukkeun nomer naon waé.
• Dina tabel saméméhna nunjukkeun kaayaan teu paduli.

Méja Kaleresan pikeun Multiplication 
Tabel bebeneran handap mangrupa daptar nilai pikeun operasi multiplication.

Méja 2-12. Méja Kaleresan pikeun Multiplication

penting:

Tanda Bit '0' ngahartikeun kaluaran positif sarta '1' ngahartikeun kaluaran négatip.
X dina tabel saméméhna nunjukkeun kaayaan teu paduli.

Parameter CoreFPU sareng Sinyal Antarmuka
Bagian ieu ngabahas parameter dina setélan CoreFPU Configurator jeung sinyal I / O.

Parameter GUI Konfigurasi 
Aya sababaraha pilihan anu tiasa dikonpigurasikeun pikeun unit FPU sapertos anu dipidangkeun dina tabel di handap ieu. Lamun konfigurasi lian ti standar diperlukeun, kotak dialog konfigurasi dipaké pikeun milih nilai luyu pikeun pilihan configurable.

Tabél 3-1. Parameter GUI Konfigurasi CoreFPU 

penting:

1. Parameter ieu ngan tiasa dikonfigurasi nalika konvérsi titik tetep ka titik ngambang.
2. Parameter ieu ngan tiasa dikonfigurasi nalika ngambang-titik kana konvérsi titik tetep.

Sinyal Input sareng Kaluaran (Tanyakeun Patarosan)
Tabel di handap ieu daptar sinyal input sareng kaluaran port CoreFPU.

Tabél 3-2. Port Pedaran 

penting:

1. Port ieu ngan sadia pikeun tambahan floating-point, pangurangan, atawa operasi multiplication.
2. port ieu ngan sadia pikeun tetep-titik ka floating-titik na floating-titik kana operasi konversi tetep-titik.
3. Port ieu sadia pikeun floating-point ka fixed-point, tambahan floating-point, pangurangan floating-point, sarta multiplication floating-point.

Palaksanaan CoreFPU di Libero Desain Suite

Bagian ieu ngajelaskeun palaksanaan CoreFPU dina Libero Design Suite.

SmartDesign 

CoreFPU sadia pikeun diundeur dina katalog IP Libero ngaliwatan web gudang. Sakali ieu didaptarkeun dina katalog, inti ieu instantiated ngagunakeun aliran SmartDesign. Kanggo inpo tentang ngagunakeun SmartDesign pikeun ngonpigurasikeun, nyambungkeun, sareng ngahasilkeun inti, tingali pitulung online Libero SoC.
Saatos ngonpigurasikeun sareng ngahasilkeun conto inti, fungsionalitas dasar disimulasi nganggo testbench anu disayogikeun sareng CoreFPU. Parameter testbench otomatis nyaluyukeun kana konfigurasi CoreFPU. CoreFPU ieu instantiated salaku komponén desain nu leuwih gede.
Gambar 4-1. SmartDesign CoreFPU Instance pikeun Operasi Arithmetic

Gambar 4-2. SmartDesign CoreFPU Instance pikeun Operasi Konversi

Maneuh-Point ka Konversi Floating-Point
Salila konvérsi titik tetep ka titik ngambang, Lebar Fraksi Input tiasa dikonfigurasi. Lebar Kaluaran disetel ka 32-bit pikeun precision tunggal sareng 64-bit pikeun floating-point ganda precision sacara standar.
Pikeun ngarobah tina titik tetep ka floating-point, pilih Maneuh kana floating point Tipe Konversi, ditémbongkeun saperti dina gambar di handap ieu.

Ngambang-Titik ka Maneuh-Titik 
Salila floating-point kana konvérsi fixed-point, Output Fractional Width tiasa dikonfigurasi, sareng Input Width disetel ka 32-bit pikeun precision tunggal sareng 64-bit pikeun double precision floating-point sacara standar.
Pikeun ngarobah tina floating-point ka fixed-point, pilih Floating point ka fixed Conversion type, ditémbongkeun saperti dina gambar di handap ieu.
Gambar 4-4. CoreFPU Configurator pikeun Floating Point ka Maneuh Ngambang-titik panambahan / pangurangan / kalikeun
Salila operasi tambahan, pangurangan, sareng multiplikasi floating-point, Lebar Fraksi Input sareng Lebar Fraksi Kaluaran henteu tiasa dikonfigurasi sabab ieu mangrupikeun operasi aritmetika floating-point, sareng Lebar Input/Output disetel ka 32-bit tunggal precision sareng 64-bit pikeun precision ganda floating-point sacara standar.
Gambar di handap ieu nunjukkeun konfigurator CoreFPU pikeun operasi pangurangan titik ngambang.

Gambar 4-5. CoreFPU Configurator pikeun Floating Point PanguranganSimulasi (Tanyakeun Patarosan)
Pikeun ngajalankeun simulasi, dina jandela konfigurasi inti, pilih Pamaké Testbench. Saatos ngahasilkeun CoreFPU, pra-sintésis testbench Hardware Description Language (HDL) files dipasang di Libero.

Bentuk Gelombang Simulasi (Tanyakeun Patarosan)
Bagian ieu ngabahas bentuk gelombang simulasi pikeun CoreFPU.
Angka-angka di handap ieu nunjukkeun bentuk gelombang konvérsi titik tetep ka titik ngambang pikeun 32-bit sareng 64-bit.

Integrasi Sistim
Angka ieu nunjukkeun mantanample tina ngagunakeun inti. Dina ex ieuample, desain UART dipaké salaku saluran komunikasi antara rarancang jeung PC host. Sinyal ain sareng bin (unggal lebar 32-bit atanapi 64-bit) mangrupikeun input kana desain ti UART. Saatos CoreFPU nampi sinyal di_valid, éta ngitung hasilna. Saatos ngitung hasilna, sinyal do_valid naek sareng nyimpen hasilna (data aout / pout) dina panyangga kaluaran. Prosedur anu sami ieu lumaku pikeun operasi konversi sareng aritmetika. Pikeun operasi konvérsi, ngan ukur input ain anu cekap sedengkeun pikeun operasi aritmatika, input ain sareng bin diperyogikeun. Output aout diaktipkeun pikeun operasi konversi sarta port pout diaktipkeun pikeun operasi arithmetic.
Gambar 4-16. Misalample tina Sistem CoreFPU

1. Sintésis (Tanyakeun Patarosan)
   Pikeun ngajalankeun sintésis dina CoreFPU, setel akar desain kana conto komponén IP sareng tina panel aliran desain Libero, jalankeun alat Synthesis.
   Tempat sareng Rute (Tanyakeun Patarosan)
   Saatos desain disintésis, jalankeun alat Place-and-Route. CoreFPU henteu peryogi setélan tempat sareng jalur khusus.
2. Pamaké Testbench (Tanyakeun Patarosan)
   A testbench pamaké disadiakeun kalawan release CoreFPU IP. Nganggo testbench ieu, anjeun tiasa pariksa paripolah fungsional CoreFPU.

Diagram blok saderhana tina testbench pangguna dipidangkeun dina gambar di handap ieu. Testbench pamaké instantiates desain CoreFPU Konpigurasikeun (UUT), tur ngawengku generator data test behavioral, jam perlu, sarta sinyal reset.
Gambar 4-17. CoreFPU Pamaké Testbench

penting: Anjeun kudu ngawas sinyal kaluaran dina simulator ModelSim, tingali bagian simulasi.

Rujukan Tambahan (Tanyakeun Patarosan)
Bagian ieu nyadiakeun daptar pikeun émbaran tambahan.
Pikeun apdet sareng inpormasi tambahan ngeunaan parangkat lunak, alat, sareng hardware, mangga buka

Kaca Harta Intelektual ngeunaan FPGA sareng PLD Microchip websitus.

1. Masalah anu Dipikawanoh sareng Solusi (Tanyakeun Patarosan)
   Henteu aya masalah anu dipikanyaho sareng solusi pikeun CoreFPU v3.0.
2. Fitur sareng Alat Dieureunkeun (Tanyakeun Patarosan)
   Henteu aya fitur sareng alat anu dileungitkeun sareng pelepasan IP ieu.

Glosarium

Di handap ieu daptar istilah sareng definisi anu dianggo dina dokumén.
tabél 6-1. Sarat jeung Harti

Masalah direngsekeun 
Tabel di handap ieu daptar sadaya masalah anu direngsekeun pikeun sababaraha sékrési CoreFPU.

tabél 7-1. Masalah direngsekeun

Garapan Resource Alat jeung Performance

Makro CoreFPU dilaksanakeun dina kulawarga anu didaptarkeun dina tabel di handap ieu.
tabél 8-1. FPU PolarFire Unit Garapan Alat pikeun 32-Bit

Penting: Pikeun ningkatkeun frékuénsi, pilih Aktipkeun pilihan retiming dina setélan sintésis.

Riwayat révisi

Sajarah révisi ngajelaskeun parobahan anu dilaksanakeun dina dokumén. Parobahan didaptarkeun ku révisi, dimimitian ku publikasi panganyarna.

Rojongan FPGA Microchip

Grup produk Microchip FPGA ngadukung produkna sareng sababaraha jasa dukungan, kalebet Layanan Pelanggan, Pusat Rojongan Téknis Pelanggan, a websitus, sareng kantor penjualan sadunya. Konsumén disarankan pikeun nganjang ka sumber online Microchip sateuacan ngahubungi dukungan sabab kamungkinan pisan patarosan na parantos dijawab.
Kontak Center Rojongan Téknis ngaliwatan websitus di www.microchip.com/support. Sebutkeun nomer Bagian Alat FPGA, pilih kategori kasus anu pas, sareng unggah desain files bari nyieun kasus rojongan teknis.
Kontak Service Palanggan pikeun rojongan produk non-teknis, kayaning harga produk, upgrades produk, update informasi, status pesenan, jeung otorisasina.

• Ti Amérika Kalér, nelepon 800.262.1060
• Ti sakuliah dunya, nelepon 650.318.4460
• Fax, ti mana waé di dunya, 650.318.8044

Émbaran Microchip

mérek dagang
Nami sareng logo "Microchip", logo "M", sareng nami, logo, sareng merek sanés mangrupikeun mérek dagang kadaptar sareng teu kadaptar ti Microchip Technology Incorporated atanapi afiliasi sareng/atawa anak perusahaan di Amérika Serikat sareng/atawa nagara-nagara sanés ("Microchip Mérek dagang"). Inpormasi ngeunaan Microchip Trademark tiasa dipendakan di https://www.microchip.com/en-us/about/legal-information/microchip-trademarks
ISBN: 979-8-3371-0947-3

Bewara Hukum
Publikasi ieu sareng inpormasi di dieu ngan ukur tiasa dianggo sareng produk Microchip, kalebet pikeun ngarancang, nguji, sareng ngahijikeun produk Microchip sareng aplikasi anjeun. Pamakéan inpormasi ieu dina cara anu sanés ngalanggar syarat ieu. Inpormasi ngeunaan aplikasi alat disayogikeun ngan ukur pikeun genah anjeun sareng tiasa diganti ku apdet. Tanggung jawab anjeun pikeun mastikeun yén aplikasi anjeun cocog sareng spésifikasi anjeun. Ngahubungan kantor jualan Microchip lokal Anjeun pikeun rojongan tambahan atawa, ménta rojongan tambahan di www.microchip.com/en-us/support/design-help/client-support-services

Inpormasi ieu disayogikeun ku MICROCHIP "AS IS". MICROCHIP TEU NGAREGEPKEUN REPRESENTASI ATAWA HARANSI NAON NAON BAHA TERNYATA ATAU TERSIRAT, TULIS ATAU LISAN, STATUTORY ATAWA SABAJEUN, PABUAT KA INFORMASI KAAWASAN TAPI TEU DIWATES KA SALAH JENIS HARANSI TERSIRAT, NON-PENDAFTARAN, DAN FIRMAN. TUJUAN, ATAWA HARANSI PABUAT KA KONDISI, KUALITI, ATAWA KINERJANA.

MICROCHIP MOAL MAH TANGGUNG JAWAB KANGGO NU LANGSUNG, KHUSUS, PUNITIF, INCIDENTAL, ATAWA KONSEQUENTIAL RUGI, KARUSAKAN, BIAYA, ATAWA BAYAAN NAON NU SAUNANA NU PABUAT KA INFORMASI ATAWA GUNAANNA, NAON NGABISABUNGKEUN, KALAU KANGGO KANGGO KITU. Kamungkinan ATAWA KARUKSAKAN NU DIHARAPKEUN. Pikeun FULLEST EXTENT diidinan ku hukum, tanggung jawab total Microchip dina sagala klaim dina sagala cara patali jeung informasi atawa pamakéan na moal ngaleuwihan jumlah waragad, lamun aya, nu geus dibayar langsung ka Microchip pikeun informasi.

Pamakéan alat Microchip dina rojongan hirup jeung / atawa aplikasi kaamanan sagemblengna dina resiko meuli urang, sarta meuli satuju pikeun membela, indemnify jeung nahan Microchip bahya tina sagala jeung sagala Karuksakan, klaim, jas, atawa expenses hasilna tina pamakéan sapertos. Taya lisensi anu conveyed, implicitly atawa lamun heunteu, dina sagala hak cipta intelektual Microchip iwal disebutkeun béda.

Fitur Protection Code Alat Microchip
Catet detil di handap ieu ngeunaan fitur panyalindungan kode dina produk Microchip:

• Produk Microchip nyumponan spésifikasi anu aya dina Lembar Data Microchip khususna.
• Microchip percaya yén kulawarga produkna aman nalika dianggo dina cara anu dimaksud, dina spésifikasi operasi, sareng dina kaayaan normal.
• nilai Microchip sarta aggressively ngajaga hak cipta intelektual na. Usaha pikeun ngalanggar fitur panyalindungan kode produk Microchip dilarang pisan sareng tiasa ngalanggar Digital Millennium Copyright Act.
• Boh Microchip atanapi produsén semikonduktor sanés tiasa ngajamin kaamanan kode na. Perlindungan kode henteu hartosna yén kami ngajamin produkna "teu tiasa dipecahkeun". Perlindungan kode terus mekar. Microchip komitmen pikeun terus ningkatkeun fitur panyalindungan kode produk urang.

Dokumén / Sumberdaya

MICROCHIP CoreFPU Core Floating Point Unit [pdf] Pituduh pamaké v3.0, v2.1, v2.0, v1.0, CoreFPU Core Floating Point Unit, Core Floating Point Unit, Floating Point Unit, Point Unit

Rujukan

• Manual pamaké