定点数除法的计算方法及装置

技术特征：
1.一种定点数除法的计算方法，其特征在于，包括：根据定点数形式的被除数、和定点数形式的除数的正负符号，确定定点数形式的被除数和除数之商的正负符号；将定点数形式的除数，转化为32bit浮点数，得到第一浮点数；计算第一浮点数的整数数值；所述整数数值用于描述在将第一浮点数视作无符号32bit整数时的数值；将预设常数和第一浮点数的整数数值之间的差值，视作第二浮点数；所述差值和所述第二浮点数存在相同的32bit存储格式；将第二浮点数，转化为第一定点数；将第一定点数，作为定点数形式的除数的倒数的一阶估计值；对所述一阶估计值进行牛顿迭代，得到定点数形式的除数的倒数的二阶估计值；根据定点数形式的被除数和除数之商的正负符号、以及所述二阶估计值与定点数形式的被除数的乘积，生成定点数形式的被除数、和定点数形式的除数的除法运算结果。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按如下公式根据定点数形式的被除数、和定点数形式的除数的正负符号，确定定点数形式的被除数和除数之商的正负符号：sign
result
＝sign
x xor sign
y
其中，sign
result
表示定点数形式的被除数和除数之商的正负符号；sign
x
表示定点数形式的被除数x的正负符号；sign
y
表示定点数形式的除数y的正负符号。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：按如下公式计算预设常数和第一浮点数的整数数值之间的差值：y
inv1_long
＝0x7ef477d3-y
long
其中，y
inv1_long
表示预设常数和第一浮点数的整数数值之间的差值；0x7ef477d3为十六进制的预设常数；y
long
表示在将第一浮点数y
float
视作无符号32bit整数时的第一浮点数的整数数值。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按如下公式对所述一阶估计值进行牛顿迭代，得到定点数形式的除数的倒数的二阶估计值：tmp1＝y
inv1
*ytmp2＝tmp1*y
inv1
y
inv2
＝(y
inv1
<<1)-tmp2其中，tmp1和tmp2表示计算中间值；y
inv1
表示定点数形式的除数的倒数的一阶估计值；其中，作为所述一阶估计值y
inv1
的第一定点数，由第二浮点数y
inv1_float
进行转化得到；第二浮点数y
inv1_float
由将所述差值y
inv1_long
视作浮点数而得到；y
inv2
表示定点数形式的除数的倒数的二阶估计值；y表示定点数形式的除数。5.一种定点数除法的计算装置，其特征在于，包括：符号计算模块，用于根据定点数形式的被除数、和定点数形式的除数的正负符号，确定定点数形式的被除数和除数之商的正负符号；第一浮点数确定模块，用于将定点数形式的除数，转化为32bit浮点数，得到第一浮点数；计算第一浮点数的整数数值；所述整数数值用于描述在将第一浮点数视作无符号32bit整数时的数值；第二浮点数确定模块，用于将预设常数和第一浮点数的整数数值之间的差值，视作第
二浮点数；所述差值和所述第二浮点数存在相同的32bit存储格式；第一定点数确定模块，用于将第二浮点数，转化为第一定点数；将第一定点数，作为定点数形式的除数的倒数的一阶估计值；牛顿迭代模块，用于对所述一阶估计值进行牛顿迭代，得到定点数形式的除数的倒数的二阶估计值；除法运算结果生成模块，用于根据定点数形式的被除数和除数之商的正负符号、以及所述二阶估计值与定点数形式的被除数的乘积，生成定点数形式的被除数、和定点数形式的除数的除法运算结果。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，符号计算模块，具体用于：按如下公式根据定点数形式的被除数、和定点数形式的除数的正负符号，确定定点数形式的被除数和除数之商的正负符号：sign
result
＝sign
x xor sign
y
其中，sign
result
表示定点数形式的被除数和除数之商的正负符号；sign
x
表示定点数形式的被除数x的正负符号；sign
y
表示定点数形式的除数y的正负符号。7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：差值计算模块，用于：按如下公式计算预设常数和第一浮点数的整数数值之间的差值：y
inv1_long
＝0x7ef477d3-y
long
其中，y
inv1_long
表示预设常数和第一浮点数的整数数值之间的差值；0x7ef477d3为十六进制的预设常数；y
long
表示在将第一浮点数y
float
视作无符号32bit整数时的第一浮点数的整数数值。8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一所述方法。9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一所述方法。10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一所述方法。

技术总结
本发明公开了一种定点数除法的计算方法及装置，该方法包括：将定点数形式的除数，转化为32bit浮点数，得到第一浮点数并计算整数数值；将预设常数和第一浮点数的整数数值之间的差值，视作第二浮点数；所述差值和所述第二浮点数存在相同的32bit存储格式；将第二浮点数，转化为第一定点数并作为定点数形式的除数的倒数的一阶估计值；对所述一阶估计值进行牛顿迭代，得到定点数形式的除数的倒数的二阶估计值；根据定点数形式的被除数和除数之商的正负符号、以及所述二阶估计值与定点数形式的被除数的乘积，生成定点数形式的被除数、和定点数形式的除数的除法运算结果。本发明所需时钟周期少且固定，可提高数字集成系统的性能。可提高数字集成系统的性能。可提高数字集成系统的性能。


技术研发人员：张春 张惟宜 牛丽婷 姜汉钧 王志华
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2022.11.08
技术公布日：2023/2/3