Dissertação de Mestrado

Este trabalho é parte integrante de uma linha de pesquisas existente no Laboratório de Sistemas Integráveis da Escola Politécnica da USP que objetiva a implementação de microprocessadores orientados para aplicações especiais. O projeto de sistemas de processamento destinados a aplicações específicas apresenta particularidades próprias, diferentes das apresentadas por processadores de uso geral. E é inerentemente mais difícil do que o projeto de um sistema de processamento de uso geral com capacidade de processamento de informação similar (SANCHEZ, P. L. P. Método de Projeto de Microprocessadores Especiais. São Paulo, 1995. 115 p. Tese (Livre Docência) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo). Só que, embora mais difícil, a construção de sistemas com características ajustadas especificamente ao atendimento dos requisitos de cada aplicação trás vantagens. Ou seja, evita o sub-aproveitamento de um sistema mais oneroso, ou então evita que se utilize um sistema que não atende perfeitamente a todas as necessidades da aplicação. Baseados nessas premissas apresentamos neste trabalho nosso estudo voltado ao projeto e a implementação de Unidades Aritméticas Especiais de Ponto Flutuante. Estas unidades, sendo agregadas ou mesmo embutidas na unidade processadora, serão destinadas a acelerar a execução dos diversos cálculos aritméticos fazendo uso das vantagens oferecidas pela aritmética binária em ponto flutuante, proporcionando umaumento considerável no desempenho dos sistemas computacionais. São apresentadas as diversas formas de implementação das UPFs (Unidades de Ponto Flutuante) onde, ao invés de nos restringirmos a um problema específico, orientamos o processo de projeto e uso destas unidades, de acordo com a necessidade de cada caso. Ou seja, elaborando um manual de referência, onde a partir das necessidades, este possa encaminhar a pessoa dentre as várias soluções possíveis, indicando diversos métodos ) e técnicas para o tratamento dos números em ponto flutuante.

This work is a part of a research which has been conducted at Laboratory of Integrated Systems of Politechnic School University of Sâo Paulo, and it objectives the implementation of microprocessors focused in special applications. The design of processing systems for specific applications presents its own characteristics, different from the characteristics shown by general purpose processors. It is more difficult than a design of processing system for general use with a similar information processing capacity. The construction of systems with adjusted characristics for the needs of each application is more difficult, however, it has advantages. It avoids the under usage of a expensive system or avoids the utilization of a system with doesnt give the perfect solution to the needs of the application. Based on these premises we show in this work our study focused in the design and implementation of Floating Point Units. Added too r embedded into the main processor, they accelerate the performance of the different arithmetic calculations, resulting in considerable increase in the performance of the computer systems. We show different ways of implementing FPUs where we dont restrict our work to a specific problem but, we guide the processo f design and use of the units, according to the needs of each case. We made a reference manual to guide people to the possible solutions, indicating different methods and techniques to the treatment of floating point numbers.