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申请/专利权人：广东工业大学

摘要：本发明公开了一种RISC‑V浮点处理单元，包括译码模块、工作状态控制器、运算执行模块、访存模块、写回模块、32位浮点寄存器以及Easy‑lite协议接口；Easy‑lite协议接口与外部流水进行通信，将指令相关信息传入ID进行译码操作。工作状态控制器得到ID传来的译码结果，确认是浮点指令，把工作模式从空闲态切换到浮点操作模式；进入浮点操作模式后，会分为访存通道和运算通道两个通道，这个需要根据译码结果判断。本发明定义了一种浮点处理单元架构，性能更高，功耗更低，面积更小；Easy‑lite协议接口不仅具有更低的功耗、更小的面积、更高的性能，而且具有很强的可扩展性，结合Easy‑lite的精准时序控制模型，减少了时间浪费，提高了速度性能。

主权项：1.一种RISC-V浮点处理单元，其特征在于，包括译码模块、工作状态控制器、运算执行模块、访存模块、写回模块、32位浮点寄存器以及Easy-lite协议接口，其中：32位浮点寄存器，用于暂存浮点数，配合浮点访存指令使用，从而实现浮点数的存入和读取以及存储功能；Easy-Lite协议接口，用于实现浮点处理单元和CPU内核之间的通信，通过将访存的握手和与CPU内核的握手协议进行合并，从而简化浮点访存指令期间浮点处理单元与CPU内核之间的握手通信；译码模块，用于转译CPU内核传来的指令，由可配置的浮点运算IP组成；CPU内核通过Easy-Lite协议接口将指令传送到浮点处理单元，译码模块得出当前的指令是否为浮点指令，以及是哪条浮点指令，从而使浮点处理单元在对应的指令下工作或者不工作；工作状态控制器，用于控制浮点处理单元的工作状态，其中工作状态包括空闲态IDLE和浮点操作模式FPI；转译模块判断好指令种类后，如果不是浮点相关指令，工作状态控制器会将状态调整为IDLE，此时浮点处理单元将不会进行工作；如果是浮点相关指令，工作状态控制器会将状态调整为FPI，浮点处理单元会执行对应指令的操作；运算执行模块，用于执行浮点指令的相关运算和操作，相关操作为RV32F浮点指令扩展指令集内除去浮点访存指令的所有浮点运算指令；转译模块识别当前指令为浮点运算指令后，工作状态控制器会将状态调整为FPI，运算执行模块会取出指令中的rs1,rs2这两个操作数，送入运算执行模块进行运算，得出运算结果，然后将运算结果写入浮点寄存器中；rs1,rs2这两个操作数分别用于计算读地址和写地址，这两个地址分别称为rs1读地址和rs2写地址：访存模块MEM，用于执行RV32F浮点指令扩展指令集的浮点访问内存相关指令；当转译模块识别当前指令为浮点访存指令后，工作状态控制器会将状态调整为FPI，运算执行模块会取出指令中的rs1,rs2这两个操作数：当访存指令为读内存时，rs1作为读CPU内核的地址，通过Easy-Lite协议接口发送给CPU内核，CPU内核会根据rs1读地址，将读取到的内存数据通过Easy-Lite协议接口返回给浮点处理单元，接着浮点处理单元会根据rs2写地址，将读取到的内存数据写入浮点寄存器内的对应rs2写地址中，结束后通过Easy-Lite协议接口对外发送结束信号；当访存指令为写内存时，rs1读地址作为读C浮点寄存器的地址，首先浮点处理单元会读取浮点寄存器对应rs1读地址的浮点寄存器数据，通过Easy-Lite协议接口发送给CPU内核，并告知CPU内核需要写入rs2写地址的内存中，CPU内核会根据rs2写地址，将读取到的浮点寄存器数据写入CPU内核内的对应rs2写地址中，结束后通过Easy-Lite协议接口对外发送结束信号；写回模块WB，用于将浮点处理单元里的计算结果写回给CPU内核。

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