專利名稱：余數(shù)系統(tǒng)的縮放裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號(hào)處理領(lǐng)域，具體地說，涉及用于通信及信號(hào)處理中的基于余數(shù)系統(tǒng)(RNS)的數(shù)值縮放電路的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在數(shù)值運(yùn)算過程中，大量的乘加運(yùn)算將導(dǎo)致數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)范圍的擴(kuò)大，從而導(dǎo)致溢出的發(fā)生。數(shù)值縮放是解決運(yùn)算溢出最常用的方法之一。在二進(jìn)制補(bǔ)碼系統(tǒng)中，通常利用截位操作進(jìn)行2"縮放，在VLSI實(shí)現(xiàn)時(shí)不需要任何額外的資源。類似地，在余數(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用中， 對(duì)于那些乘加密集型的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)，也難免會(huì)發(fā)生溢出的情況。因此，也同樣可以利用縮放操作抑制運(yùn)算的溢出，使得運(yùn)算在有限動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)正確進(jìn)行。然而，由于余數(shù)系統(tǒng)中各余數(shù)分量之間是獨(dú)立的，其縮放操作不再如二進(jìn)制補(bǔ)碼系統(tǒng)那樣簡(jiǎn)單。因此，高效的余數(shù)系統(tǒng)的數(shù)值縮放是推動(dòng)其在數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中應(yīng)用的基本問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基為{2^2^1,2^-1}的余數(shù)系統(tǒng)的2"縮放裝置，其能夠在減小余數(shù)系統(tǒng)在數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)應(yīng)用中的關(guān)鍵路徑時(shí)延起到積極作用。具體而言，本發(fā)明的目的是提供一種基為{2^2^1,2^-1}的余數(shù)系統(tǒng)的2n縮放裝置，其特征在于，該裝置包括實(shí)現(xiàn)兩個(gè)RNS整數(shù)的加法運(yùn)算的模2n-l加法器模塊，該模加法器為端回進(jìn)位的方式；RNS符號(hào)檢測(cè)模塊，對(duì)余數(shù)基為0^-1,2^-1}的RNS整數(shù)進(jìn)行符號(hào)判斷，若為負(fù)數(shù)則輸出“1”，否則輸出“0”;選擇器，根據(jù)符號(hào)檢測(cè)模塊的輸出結(jié)果，判斷是處理正數(shù)的縮放還是負(fù)數(shù)的縮放。本發(fā)明的附加技術(shù)方案如下優(yōu)選地，模2n_l加法器對(duì)兩個(gè)η比特的數(shù)進(jìn)行模加法運(yùn)算。優(yōu)選地，余數(shù)基{2n，2^,2^-1}通過RNS符號(hào)檢測(cè)模塊確定RNS所表示整數(shù)的正負(fù)特性，若為負(fù)數(shù)則輸出邏輯“1”，否則輸出邏輯“0”。優(yōu)選地，RNS符號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè)RNS數(shù)(xi，x2，x3)，模塊輸出為“0”時(shí)，即處理正數(shù)是按照式(1)進(jìn)行縮放，RNS符號(hào)檢測(cè)模塊輸出為“1”時(shí)，即處理負(fù)數(shù)縮放是按照式(2)進(jìn)行縮放。
權(quán)利要求
1.一種余數(shù)系統(tǒng)的縮放裝置，是基為{2^24,2^-1}的余數(shù)系統(tǒng)的2"縮放裝置，其特征在于，該裝置包括實(shí)現(xiàn)兩個(gè)RNS整數(shù)的加法運(yùn)算的模2n-l加法器模塊，該模加法器為端回進(jìn)位的方式；RNS符號(hào)檢測(cè)模塊，對(duì)余數(shù)基為{2^2^1,2^-1}的RNS整數(shù)進(jìn)行符號(hào)判斷， 若為負(fù)數(shù)則輸出“1”，否則輸出“0” ；選擇器，根據(jù)符號(hào)檢測(cè)模塊的輸出結(jié)果，判斷是處理正數(shù)的縮放還是負(fù)數(shù)的縮放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余數(shù)系統(tǒng)的縮放裝置，其特征在于，模2n-l加法器對(duì)兩個(gè)η 比特的數(shù)進(jìn)行模加法運(yùn)算。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余數(shù)系統(tǒng)的縮放裝置，其特征在于，余數(shù)基{2^2^1,2^-1} 通過RNS符號(hào)檢測(cè)模塊確定RNS所表示整數(shù)的正負(fù)特性，若為負(fù)數(shù)則輸出邏輯“1”，否則輸出邏輯“0”。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余數(shù)系統(tǒng)的縮放裝置，其特征在于，RNS符號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè) RNS數(shù)(Xl，x2,知)，模塊輸出為“0”時(shí)，即處理正數(shù)和零是按照式1進(jìn)行縮放，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的余數(shù)系統(tǒng)的縮放裝置，其特征在于，計(jì)算yi的輸入數(shù)據(jù)采用 I2和y3輸出寄存器前的數(shù)據(jù)，y2_temp和y3_temp，將y2_temp按位取反，y3_temp高位擴(kuò) 0為η位，兩者一并輸入模2η-1加法器，所得結(jié)果循環(huán)右移η-1位，記為yl_templ，取yl_ tempi低1位，與y3_temp拼接為η位，所得結(jié)果為yl_temp2，其中yl_templ的低1位作為 yl_temp2的最低位，yl_templ按位取反后與選擇器的輸出相加結(jié)果，記為yl_temp3，yl_ temp2與yl_temp3相加，取結(jié)果的低7位即為yl的值，并通過一級(jí)寄存器后輸出，其中選擇器根據(jù)符號(hào)檢測(cè)的結(jié)果來0或2^-1,其中正數(shù)選擇0，負(fù)數(shù)選擇211-1-^
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基為{2n，2n-1，2n-1-1}的余數(shù)系統(tǒng)(RNS)的2n縮放裝置，包括模2n-1和模2n-1-1加法器、n比特普通二進(jìn)制加法器、符號(hào)檢測(cè)模塊、選擇器、以及循環(huán)移位、按位取反等一些簡(jiǎn)單的邏輯操作。該實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，通過在適當(dāng)?shù)奈恢迷黾恿魉拇嫫魇沟藐P(guān)鍵路徑變得很小，這對(duì)減小余數(shù)系統(tǒng)在數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)應(yīng)用中的關(guān)鍵路徑時(shí)延起到積極的作用。
文檔編號(hào)G06F7/72GK102214082SQ201110130170
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者唐青, 胡劍浩, 馬上 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)