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随着通信和多媒体技术的不断创新,数字信号处理器(DSP,Digital Signal Processor)得到飞速发展。Power函数是通信信号及处理器应用中常用的函数,例如泰勒级数展开、傅里叶变换等科学计算都能转变为Power函数的综合运算。如何通过较低的硬件代价,实现高精度的浮点Power函数,是本课题研究的关键问题。本课题来源于国防科大计算机学院微电子所自主研制的X-DSP IP核的项目,针对该IP核中运算部件浮点Power函数部件进行设计与验证。论文的主要工作与创新点如下:1、分析对比Power函数的硬件实现算法。采用指数函数、对数函数与乘法混合运算实现的结构,将Power函数实现转化为指数函数与对数函数的实现。通过综合分析对比混合CORDIC算法、查找表与多项式结合算法、Newton-Raphson迭代算法以及分段线性逼近算法对于超越函数实现的算法复杂度、开销、延时以及精度等,查找表与多项式近似结合算法算法复杂度和开销适中,延时较低,且实现精度较高,因此作为本文中指数、对数函数的实现算法。2、完成IP核浮点Power函数部件实现的数据通路设计。通过查找表与多项式近似结合算法对Power函数部件硬件总体结构进行设计,总体硬件结构主要由指数通路、对数通路、乘法器等构成。对于指数与对数通路的硬件结构主要进行流水线划分以及查找表设计,设计中的其它关键技术包括多操作数加法器优化、前导0预测、浮点规格化移位以及浮点乘法特殊结果判断等。3、完成单精度浮点Power函数的验证与逻辑综合。通过采用模拟验证、形式化验证的方法对设计的模块级、系统级进行验证,保证设计的功能正确性。并对设计精度进行测试,最终单精度浮点尾数精度达到22位。综合结果表明:硬件总开销93561.85um2,总功耗为18.24mw,关键路径延迟为390ps,满足设计要求。