技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可變浮點數(shù)據(jù)微處理器。

背景技術(shù)

目前的處理器中，我們普遍采用的是IEEE754標(biāo)準(zhǔn)的浮點標(biāo)準(zhǔn)，在該標(biāo)準(zhǔn)中主要使用了單精度浮點數(shù)、雙精度浮點數(shù)、臨時浮點數(shù)，很大程度上增加了數(shù)據(jù)的表示范圍，所以浮點數(shù)計算在工程計算、科學(xué)計算中得到了廣泛的使用。

由于浮點數(shù)據(jù)在計算時完全依賴計算機的浮點計算單元，然而在處理器體系中的浮點數(shù)標(biāo)準(zhǔn)并不相同，例如有些處理器使用的是美國國家浮點數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，而有些處理器公司使用的是自己公司的浮點數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，而在有些處理器中只能支持定點浮點數(shù)計算。導(dǎo)致許多為傳統(tǒng)處理器所編寫的程序不能很好的移植到其他處理器平臺，移植的人力成本大大增加。

在有些科學(xué)計算中需要更加精確的浮點數(shù)據(jù)計算，這時我們需要更加寬的浮點數(shù)據(jù)，普通處理器平臺并不能滿足該精確度要求，這時我們只有用軟件模擬或者放棄該處理器平臺，軟件模擬的方式會花費大量處理器時間，從而導(dǎo)致處理器的效率下降。

由于可變浮點數(shù)據(jù)處理器在計算中可以改變浮點數(shù)中符號位、指數(shù)位和尾數(shù)位的順序和長度，還有浮點數(shù)的寬度，如果使用可變浮點數(shù)據(jù)處理器，勢必可以更加方便地進行浮點的移植，而且具有更高的精確度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型的可變浮點數(shù)據(jù)微處理器，可以改變浮點數(shù)中符號位、指數(shù)位和尾數(shù)位的順序和長度，還有浮點數(shù)的寬度，可移植性好，可以表示更高精度的浮點數(shù)據(jù)，安全性高。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種可變浮點數(shù)據(jù)微處理器，浮點數(shù)由符號域、階碼域、尾數(shù)域組成，浮點數(shù)=符號位.尾數(shù)×2^階碼，（2^階碼）表示2的階碼次方，浮點數(shù)的組成如下：

符號域：用S表示，符號域占1位，0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)；

階碼域：用E表示，以整數(shù)形式指明小數(shù)點在數(shù)據(jù)中的位置，決定了浮點數(shù)的表示范圍，浮點數(shù)的階碼域E等于指數(shù)e加上一個固定的偏移值，該偏移值為（2^{階碼域的位寬-1}-1）；

尾數(shù)域：用M表示，用定點小數(shù)表示，給出有效數(shù)字的位數(shù)決定了浮點數(shù)的表示精度；

所述可變浮點數(shù)據(jù)微處理器包括自定義浮點配置寄存器，自定義浮點配置寄存器由數(shù)據(jù)長度寄存器、符號位寄存器、位階長度寄存器和尾數(shù)長度寄存器組成，并且自定義浮點數(shù)的組成順序就是自定義浮點配置寄存器配置組成順序，自定義浮點數(shù)的組成順序為：自定義浮點配置寄存器0，自定義浮點配置寄存器1，自定義浮點配置寄存器2，自定義浮點配置寄存器3；尾數(shù)域長度加階碼域長度加符號域長度等于浮點數(shù)據(jù)長度，否則錯誤產(chǎn)生未知結(jié)果，處理器產(chǎn)生異常；

自定義浮點配置寄存器0：如果低2位等于二進制00，表示自定義浮點數(shù)據(jù)長度；如果低2位等于二進制01，表示符號域；如果低2位等于二進制10，表示階碼域；如果低2位等于二進制11，表示尾數(shù)域；剩下的其他數(shù)據(jù)位表示這種數(shù)據(jù)的長度，其中符號域長度只能是長度為1，否則錯誤產(chǎn)生未知結(jié)果，處理器產(chǎn)生異常；

自定義浮點配置寄存器1：如果低2位等于二進制00，表示自定義浮點數(shù)據(jù)長度；如果低2位等于二進制01，表示符號域；如果低2位等于二進制10，表示階碼域；如果低2位等于二進制11，表示尾數(shù)域；剩下的其他數(shù)據(jù)位表示這種數(shù)據(jù)的長度，其中符號域長度只能是長度為1，否則錯誤產(chǎn)生未知結(jié)果，處理器產(chǎn)生異常；

自定義浮點配置寄存器2：如果低2位等于二進制00，表示自定義浮點數(shù)據(jù)長度；如果低2位等于二進制01，表示符號域；如果低2位等于二進制10，表示階碼域；如果低2位等于二進制11，表示尾數(shù)域；剩下的其他數(shù)據(jù)位表示這種數(shù)據(jù)的長度，其中符號域長度只能是長度為1，否則錯誤產(chǎn)生未知結(jié)果，處理器產(chǎn)生異常；

自定義浮點配置寄存器3：如果低2位等于二進制00，表示自定義浮點數(shù)據(jù)長度；如果低2位等于二進制01，表示符號域；如果低2位等于二進制10，表示階碼域；如果低2位等于二進制11，表示尾數(shù)域；剩下的其他數(shù)據(jù)位表示這種數(shù)據(jù)的長度，其中符號域長度只能是長度為1，否則錯誤產(chǎn)生未知結(jié)果，處理器產(chǎn)生異常；

自定義浮點數(shù)中定義如下五種類型的浮點數(shù)：

（1）當(dāng)階碼域E的階碼為全0且尾數(shù)域M的尾數(shù)也為全0時，符號位為0/1，稱為正負(fù)0；

（2）當(dāng)階碼域E的階碼為全1且尾數(shù)域M的尾數(shù)為全0時，符號位為0/1，稱為正負(fù)無窮大；

（3）當(dāng)階碼域E的階碼為全1且尾數(shù)域M的尾數(shù)為非0時，符號位為0/1，稱為非法的浮點數(shù)；