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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410745916.X(22)申请日 2014.12.09G06F 7/487(2006.01)G06F 9/302(2006.01)(71)申请人国网重庆市电力公司电力科学研究院地址 401123 重庆市北部新区黄山大道中段80号申请人国家电网公司(72)发明人程瑛颖 肖冀 侯兴哲 周孔均杨华潇 杜杰(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司 11227代理人张忠魁 王宝筠(54) 发明名称一种嵌入式系统的浮点除法运算方法、系统和嵌入式系统(57) 摘要本申请提供了一种嵌入式系统的浮点除法运算方法、系统及嵌入式系统。其首先获。
2、取被除数和除数；随后将除数中的小数位提出；再利用除数的小数位获取除数的倒数；将被除数的小数位和除数的小数位相乘获得商的小数位；将被除数的指数位、除数的指数位和除数倒数的指数位相加获得商的指数位；最后根据被除数的符号位和除数的符号位得到商的符号位，从而得到浮点数的除法运算结果。由于本浮点除法运算方法、系统及嵌入式系统不是利用迭代算法进行除法运算，而是仅仅利用相对运算量相对较少的加法、乘法等步骤进行运算，因此能够以较少的步骤获得除法运算的结果，从而能够解决现有浮点除法运算方法因步骤较多而浪费嵌入式系统的运算资源的问题。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权。
3、利要求书2页 说明书5页 附图1页(10)申请公布号 CN 104375800 A(43)申请公布日 2015.02.25CN 104375800 A1/2页21.一种嵌入式系统的浮点除法运算方法，其特征在于，用于对单精度浮点数进行除法运算，包括如下步骤：获取被除数和除数；提取所述除数中的小数位，将其作为除数小数位；利用所述除数小数位获取所述除数的倒数，将其作为除数倒数；将所述被除数的小数位和所述除数小数位相乘，取其结果的高23位作为商的小数位；将所述被除数的指数位、所述除数的指数位和所述除数倒数的指数位相加，取其三者之和作为所述商的指数位；根据所述被除数的符号位和所述除数的符号位确定所述商的。
4、符号位。2.如权利要求1所述的浮点除法运算方法，其特征在于，所述利用所述除数小数位获取所述除数的倒数，将其作为除数倒数，包括：将0223-1存入所述嵌入式系统的内存中，作为一个倒数表格；将所述除数小数位作为地址从所述倒数表格中获取与所述地址相对应的数据，将所述数据作为所述除数倒数。3.如权利要求2所述的浮点除法运算方法，其特征在于，所述内存的容量大于32M字节。4.如权利要求1所述的浮点除法运算方法，其特征在于，所述根据所述被除数的符号位和所述除数的符号位确定所述商的符号位，包括：判断所述被除数的符号位与所述除数的符号位是否相同；如果相同则确定所述商的符号位为正，反之则确定所述商的符号位为负。。
5、5.一种嵌入式系统的浮点除法运算系统，其特征在于，用于对单精度浮点数进行除法运算，包括：获取模块，用于获取被除数和除数提取模块，用于提取所述除数中的小数位，将其作为除数小数位；倒数计算模块，用于利用所述除数小数位获取所述除数的倒数，将其作为除数倒数；小数位计算模块，用于将所述被除数的小数位和所述除数小数位相乘，取其结果的高23位作为商的小数位；指数位计算模块，用于将所述被除数的指数位、所述除数的指数位和所述除数倒数的指数位相加，将三者之和作为所述商的指数位；符号位计算模块，用于根据所述被除数的符号位和所述除数的符号位确定所述商的符号位。6.如权利要求5所述的浮点除法运算系统，其特征在于，所述倒。
6、数计算模块包括：数据存储单元，用于存储倒数表格，所述倒数表格包括0223-1；查表单元，用于将所述除数小数位作为地址从所述倒数表格中获取与所述地址相对应的数据，将所述数据作为所述除数倒数。7.如权利要求6所述的浮点除法运算系统，其特征在于，所述内存的容量大于32M字节。8.如权利要求5所述的浮点除法运算系统，其特征在于，所述符号位计算模块包括：判断单元，用于判断所述被除数的符号位与所述除数的符号位是否相同；权 利 要 求 书CN 104375800 A2/2页3符号确定单元，用于如果判断结果相同则确定所述商的符号位为正，反之则确定所述商的符号位为负。9.一种嵌入式系统，其特征在于，包括如权利要。
7、求58任一项所述的浮点除法运算系统。10.如权利要求9所述的嵌入式系统，其特征在于，所述嵌入式系统包括数字信号处理器。权 利 要 求 书CN 104375800 A1/5页4一种嵌入式系统的浮点除法运算方法、 系统和嵌入式系统技术领域0001 本申请涉及计算机技术领域，更具体地说，涉及一种嵌入式系统的浮点除法运算方法、系统和嵌入式系统。背景技术0002 在嵌入式系统中，浮点运算由于精度高、数值表示范围宽等特点，在各种数值运算过程中被广泛采用。浮点数即带小数点的数，在科学计算中常表示为十进制的科学计数形式：NM10E，其中N表示浮点数值，M为尾数(分为整数部分和小数部分)，E为指数。二进制浮点数。
8、表示形式类似于上述十进制浮点数表示方法，可表示为NM2E。浮点四则运算中，加法运算、减法运算和乘法运算比较简单，处理速度较快，而除法一般采用迭代算法，需要较多步骤，从而造成嵌入式系统的运算资源的浪费。发明内容0003 有鉴于此，本申请提供一种嵌入式系统的浮点除法运算方法、系统和嵌入式系统，以解决现有浮点除法运算方法因步骤较多而浪费嵌入式系统的运算资源的问题。0004 为了实现上述目的，现提出的方案如下：0005 一种嵌入式系统的浮点除法运算方法，用于对单精度浮点数进行除法运算，包括如下步骤：0006 获取被除数和除数；0007 提取所述除数中的小数位，将其作为除数小数位；0008 利用所述除数。
9、小数位获取所述除数的倒数，将其作为除数倒数；0009 将所述被除数的小数位和所述除数小数位相乘，取其结果的高23位作为商的小数位；0010 将所述被除数的指数位、所述除数的指数位和所述除数倒数的指数位相加，取其三者之和作为所述商的指数位。0011 根据所述被除数的符号位和所述除数的符号位确定所述商的符号位。0012 优选的，所述利用所述除数小数位获取所述除数的倒数，将其作为除数倒数，包括：0013 将0223-1存入所述嵌入式系统的内存中，作为一个倒数表格；0014 将所述除数小数位作为地址从所述倒数表格中获取与所述地址相对应的数据，将所述数据作为所述除数倒数。0015 优选的，所述内存的容量。
10、大于32MB。0016 优选的，所述根据所述被除数的符号位和所述除数的符号位确定所述商的符号位，包括：0017 判断所述被除数的符号位与所述除数的符号位是否相同；0018 如果相同则确定所述商的符号位为正，反之则确定所述商的符号位为负。说 明 书CN 104375800 A2/5页50019 一种嵌入式系统的浮点除法运算系统，用于对单精度浮点数进行除法运算，包括：0020 获取模块，用于获取被除数和除数0021 提取模块，用于提取所述除数中的小数位，将其作为除数小数位；0022 倒数计算模块，用于利用所述除数小数位获取所述除数的倒数，将其作为除数倒数；0023 小数位计算模块，用于将所述被除数。
11、的小数位和所述除数小数位相乘，取其结果的高23位作为商的小数位；0024 指数位计算模块，用于将所述被除数的指数位、所述除数的指数位和所述除数倒数的指数位相加，将三者之和作为所述商的指数位。0025 符号位计算模块，用于根据所述被除数的符号位和所述除数的符号位确定所述商的符号位。0026 优选的，所述倒数计算模块包括：0027 数据存储单元，用于存储倒数表格，所述倒数表格包括0223-1；0028 查表单元，用于将所述除数小数位作为地址从所述倒数表格中获取与所述地址相对应的数据，将所述数据作为所述除数倒数。0029 优选的，所述数据存储单元的容量大于32MB。0030 优选的，所述符号位计算模。
12、块包括：0031 判断单元，用于判断所述被除数的符号位与所述除数的符号位是否相同；0032 符号确定单元，用于如果判断结果相同则确定所述商的符号位为正，反之则确定所述商的符号位为负。0033 一种嵌入式系统，包括如上所述的浮点除法运算系统。0034 优选的，所述嵌入式系统包括数字信号处理器。0035 从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种嵌入式系统的浮点除法运算方法、系统及嵌入式系统。其首先获取被除数和除数；随后将除数中的小数位提出；再利用除数的小数位获取除数的倒数；将被除数的小数位和除数的小数位相乘获得商的小数位；将被除数的指数位、除数的指数位和除数倒数的指数位相加获得商的指数位；最后根据。
13、被除数的符号位和除数的符号位得到商的符号位，从而得到浮点数的除法运算结果。由于本浮点除法运算方法、系统及嵌入式系统不是利用迭代算法中大量移位试商步骤进行除法运算，而是仅仅利用相对运算量相对较少的加法、乘法等步骤进行运算，因此能够以较少的步骤获得除法运算的结果，从而能够解决现有浮点除法运算方法因步骤较多而浪费嵌入式系统的运算资源的问题。0036 对于双精度浮点数的除法运算，可以将双精度浮点数转换为单精度浮点数，利用本申请提供的运算方法进行除法运算，然后将两个单精度浮点数除法结果再扩展为双精度浮点数即可，同样能够达到节省运算资源的效果。附图说明0037 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技。
14、术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说 明 书CN 104375800 A3/5页6申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。0038 图1为本申请实施例提供的一种嵌入式系统的浮点除法运算方法的流程图；0039 图2为本申请另一实施例提供的一种嵌入式系统的浮点除法运算系统的结构图。具体实施方式0040 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实。
15、施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。0041 实施例一0042 图1为本申请实施例提供的一种嵌入式系统的浮点除法运算方法的流程图。0043 本实施例提供的浮点除法运算方法用于对单精度浮点数进行运算。由于单精度浮点数在嵌入式系统中存储宽度为32位，其中第31位为符号位，第3023位为指数位，第220位为小数位，因此单精度浮点数可以利用小数位和指数位进行表示。此处将该除数N2中的小数位提出，为了描述方便，将该小数位称为除数小数位，并标做M2，将除数N2的指数位表示为E2。另外，将被除数N1的小数位和指数位分M1和E2。0044 对于变形。
16、为即等于被除数N1乘以除数N2的倒数。0045 然后0046 将除数的倒数称为除数倒数Nt，则由于除数的小数位M2取值范围为0223-1，即有223种取值，则除数倒数Nt也有223种可能，我们可以把除数倒数Nt做成一个表格，则这个表格需要占用内存2234字节的空间，即32MB。因此本实施例中需要提供32MB以上的空间存储该除数倒数Nt。0047 又因为除数倒数Nt也可用小数位Mt和指数位Et进行表示，因此可以表示为则0048 0049 从上述分析可以看出，将被除数和除数进行除法运算可以利用如图1所示的步骤进行解决：0050 S101：获取被除数和除数。0051 当需要进行计算的被除数和除数输入。
17、嵌入式系统时，首先获取被除数和除数，以便进行下一步计算。将被除数标为N1，将除数标为N2，除数不为零。0052 S102：提取除数的小数位。0053 此处将该除数N2中的小数位提出，为了描述方便，将该小数位称为除数小数位，并说 明 书CN 104375800 A4/5页7标做M2，将除数N2的指数位表示为E2。另外，将被除数N1的小数位和指数位分M1和E2。0054 S103：计算除数的倒数。0055 将除数倒数的223种可能做成一个倒数表格，存储进嵌入式系统的内存中，由于上面的分析，该内存应不小于32MB。然后将除数小数位作为地址对上述的倒数表格进行查表。将与除数小树位对应的数据作为该除数N。
18、2的倒数，即上面所述的除数倒数Nt。0056 S104：计算商的小数位。0057 出于上面的分析，作为运算结果的商的小数位通过下面方法获取，即将被除数N1的小数位和除数N2的小数位进行乘法运算，将运算结果的前23位作为商的小数位。0058 S105：计算商的指数位。0059 同样出于上面的分析，商的指数位为被除数N1的指数位、除数N2的指数位和除数倒数Nt的指数位之和，因此将三者之和作为商的指数位。0060 S106：计算商的符号位。0061 判断被除数N1的符号位和除数N2的符号位是否相同；如果相同则确定商的指数位为正，反之则确定为负。0062 从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种嵌入。
19、式系统的浮点除法运算方法，该方法首先获取被除数和除数；随后将除数中的小数位提出；再利用除数的小数位获取除数的倒数；将被除数的小数位和除数的小数位相乘获得商的小数位；将被除数的指数位、除数的指数位和除数倒数的指数位相加获得商的指数位；最后根据被除数的符号位和除数的符号位得到商的符号位，从而得到浮点数的除法运算结果。由于本除法运算方法不是利用迭代算法中大量移位试商步骤进行除法运算，而是仅仅利用相对运算量相对较少的加法、乘法等步骤进行运算，因此能够以较少的步骤获得除法运算的结果，从而能够解决现有浮点除法运算方法因步骤较多而浪费嵌入式系统的运算资源的问题。0063 对于双精度浮点数的除法运算，可以将双。
20、精度浮点数转换为单精度浮点数，利用本申请提供的运算方法进行除法运算，然后将两个单精度浮点数除法结果再扩展为双精度浮点数即可，同样能够达到节省运算资源的效果。0064 实施例二0065 图2为本申请另一实施例提供的一种嵌入式系统的浮点除法运算系统的结构图。0066 如图2所示，基于实施例一中的分析，本实施例提供的浮点除法运算系统包括获取模块10、提取模块20、倒数计算模块30、小数位计算模块40、指数位计算模块50和符号位计算模块60。0067 获取模块10用于获取被除数和除数。0068 当需要进行计算的被除数和除数输入嵌入式系统时，首先获取被除数和除数，以便进行下一步计算。将被除数标为N1，将。
21、除数标为N2，除数不为零。0069 提取模块20用于提取除数N2的小数位。0070 为了描述方便，将该小数位称为除数小数位，并标做M2，将除数N2的指数位表示为E2。另外，将被除数N1的小数位和指数位分M1和E2。0071 倒数计算模块30用于计算除数的倒数。0072 倒数计算模块30包括数据存储单元31和查表单元32。数据存储单元31用于将除数倒数的223种可能存储为一个倒数表格，由于上面的分析，该数据存储单元的容量应不说 明 书CN 104375800 A5/5页8小于32MB。查表单元32用于将除数小数位作为地址对上述的倒数表格进行查表。将与除数小树位对应的数据作为该除数N2的倒数，即上。
22、面所述的除数倒数Nt。0073 小数位计算模块40用于计算商的小数位。0074 出于上面的分析，对作为运算结果的商的小数位通过下面方法进行计算，即将被除数N1的小数位和除数N2的小数位进行乘法运算，将运算结果的前23位作为商的小数位。0075 指数位计算模块50用于计算商的指数位。0076 同样出于上面的分析，商的指数位为被除数N1的指数位、除数N2的指数位和除数倒数Nt的指数位之和，因此本模块将三者之和作为商的指数位。0077 符号位计算模块60用于计算商的符号位。0078 其包括判断单元61和符号位确定单元62，判断单元61用于判断被除数N1的符号位和除数N2的符号位是否相同；如果相同则符。
23、号确定单元62确定商的符号位为正，反之则确定为负。0079 从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种嵌入式系统的浮点除法运算系统，该系统包括获取模块、提取模块、倒数计算模块、小数位计算模块、指数位计算模块和符号位计算模块。获取模块用于获取被除数和除数；提取模块用于随后将除数中的小数位提出；倒数计算模块利用除数的小数位获取除数的倒数；小数位计算模块用于将被除数的小数位和除数的小数位相乘获得商的小数位；指数位计算模块用于将被除数的指数位、除数的指数位和除数倒数的指数位相加获得商的指数位；符号位计算模块用于根据被除数的符号位和除数的符号位得到商的符号位，从而得到浮点数的除法运算结果。由于本除法运算。
24、系统不是利用迭代算法中大量移位试商步骤进行除法运算，而是仅仅利用相对运算量相对较少的加法、乘法等步骤进行运算，因此能够以较少的步骤获得除法运算的结果，从而能够解决现有浮点除法运算方法因步骤较多而浪费嵌入式系统的运算资源的问题。0080 实施例三0081 本实施例提供了一种嵌入式系统，本嵌入式系统设置有上一实施例提供的浮点除法运算系统，由于上一实施例提供的浮点除法运行系统能够提供更高的运算效率，因此可以节省更多资源进行其他的运算。0082 数字信号处理器作为最常用的嵌入式系统的核心，本申请提供的运算方法和系统也可以为作为该数字信号处理器的设施或程序节省大量的运算资源。0083 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。说 明 书CN 104375800 A1/1页9图1图2说 明 书 附 图CN 104375800 A。