Tytuł pozycji:
Zastosowanie arytmetyki ułamkowej w reprogramowalnych jednostkach przetwarzających systemów jednoukładowych
W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań autorów nad zaletami i wadami stosowania arytmetyki ułamkowej w jednostkach przetwarzających (arytmetyczno-logicznych) systemów wyspecjalizowanych przeznaczonych do realizacji w nowoczesnych układach reprogramowalnych. Autorzy porównali dokładność obliczeń przeprowadzonych w arytmetyce ułamkowej z odpowiednią dokładnością klasycznej arytmetyki stałoprzecinkowej dla danych wejściowych różnej wielkości oraz opracowali kilka architektur potokowych i równoległych jednostek przetwarzających realizujących wybrane algorytmy algebry liniowej. Implementacja opracowanych przez autorów kilku z wyżej wymienionych architektur w układach FPGA rodziny Xilinx Virtex4 wykazały, że one lepiej wykorzystują zasoby sprzętowe nowoczesnych układów FPGA (np. wbudowane bloki mnożenia, DSP i pamięci RAM/FIFO). Ponadto złożoność sprzętowa jednostek przetwarzających RFA jest nawet kilkukrotnie mniejsza, a maksymalna częstotliwość działania – nawet dwukrotnie większa w porównaniu do odpowiednich parametrów podobnych jednostek przetwarzających działających na liczbach stało- lub zmienno-przecinkowych (przy porównywalnej dokładności obliczeń).
W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań autorów nad zaletami i wadami stosowania arytmetyki ułamkowej w jednostkach przetwarzających (arytmetyczno-logicznych) systemów wyspecjalizowanych przeznaczonych do realizacji w nowoczesnych układach reprogramowalnych. Autorzy porównali dokładność obliczeń przeprowadzonych w arytmetyce ułamkowej z odpowiednią dokładnością klasycznej arytmetyki stałoprzecinkowej dla danych wejściowych różnej wielkości oraz opracowali kilka architektur potokowych i równoległych jednostek przetwarzających realizujących wybrane algorytmy algebry liniowej. Implementacja opracowanych przez autorów kilku z wyżej wymienionych architektur w układach FPGA rodziny Xilinx Virtex4 wykazały, że one lepiej wykorzystują zasoby sprzętowe nowoczesnych układów FPGA (np. wbudowane bloki mnożenia, DSP i pamięci RAM/FIFO). Ponadto złożoność sprzętowa jednostek przetwarzających RFA jest nawet kilkukrotnie mniejsza, a maksymalna częstotliwość działania – nawet dwukrotnie większa w porównaniu do odpowiednich parametrów podobnych jednostek przetwarzających działających na liczbach stało- lub zmienno-przecinkowych (przy porównywalnej dokładności obliczeń).
