Barrel shifter
Barrel shifter (устройство быстрого сдвига) — цифровая электронная схема, производящая сдвиг данных на указанное число позиций за один такт синхронизации. Устройство быстрого сдвига также может производить циклический сдвиг и расширение знакового бита.
На вход устройства подаётся две группы входных данных по N бит каждая и N управляющих сигналов, на выходе получается N бит данных. Количество разрядов, на которые производится сдвиг, определяется позицией управляющего сигнала высокого уровня (все остальные управляющие сигналы должны иметь низкий уровень), выполняемая операция определяется подачей входных данных. Например:
Устройство быстрого сдвига применяется в целочисленных арифметических операциях (где сдвиг на один разряд эквивалентен умножению или делению на два) и в операциях над числами с плавающей запятой для выравнивания операндов при выполнении сложения и вычитания. Мантисса числа, имеющего меньший порядок, сдвигается вправо, количество позиций, на которые производится сдвиг равно разнице порядков чисел. После сдвига порядки чисел становятся равными.
Недостатки (для barrel shift, реализующего циклический сдвиг): [1]
Ресурсоемкость
Стоимость критического пути в единицах Fan-out-of-4 (FO4) оценивается (без учета задержки в проводниках) как:
Примечания
Литература
8 бит · 16 бит · 32 бит · 64 бит · 128 бит
| Pipeline | Конвейер · In-Order & Out-of-Order execution · Переименование регистров · Speculative execution |
| Уровни | Бит · Инструкций · Суперскалярность · Данных · Задач |
| Потоки | Многопоточность · Simultaneous multithreading · Hyperthreading · Superthreading · Аппаратная виртуализация |
| Классификация Флинна | SISD · SIMD · MISD · MIMD |
Полезное
Смотреть что такое «Barrel shifter» в других словарях:
Barrel-Shifter — Ein Barrel Shifter ist ein Bauteil aus der Digitaltechnik. Es handelt sich dabei um eine spezielle Art einer kombinatorischen Schaltung, mit der binäre Verschiebungen oder Rotationen um eine beliebige, einstellbare Anzahl von Stellen erfolgen… … Deutsch Wikipedia
Barrel shifter — A barrel shifter is a digital circuit that can shift a data word by a specified number of bits in one clock cycle. It can be implemented as a sequence of multiplexers (MUX), and in such an implementation the output of one MUX is connected to the… … Wikipedia
Barrel-shifter — Ein Barrel shifter ist ein Bauteil aus der Digitaltechnik. Es handelt sich dabei um eine Schiebelogikschaltung. Er besteht aus 2 auf 1 Multiplexern und Dekodern. Im Unterschied zu gewöhnlichen Schieberegistern kann ein Barrel shifter in einem… … Deutsch Wikipedia
Barrel shifter — Ein Barrel shifter ist ein Bauteil aus der Digitaltechnik. Es handelt sich dabei um eine Schiebelogikschaltung. Er besteht aus 2 auf 1 Multiplexern und Dekodern. Im Unterschied zu gewöhnlichen Schieberegistern kann ein Barrel shifter in einem… … Deutsch Wikipedia
barrel shifter — ● ►en /bar ail (ch)if t*r/ loc. m. ►PUCE câblage interne à un microprocesseur lui permettant de réaliser plusieurs shifts en un seul cycle machine (jusqu à 8 d un coup sur certains processeurs Motorola). Extrêmement rapidement, donc … Dictionnaire d’informatique francophone
Barrel rotator — Ein Barrel shifter ist ein Bauteil aus der Digitaltechnik. Es handelt sich dabei um eine Schiebelogikschaltung. Er besteht aus 2 auf 1 Multiplexern und Dekodern. Im Unterschied zu gewöhnlichen Schieberegistern kann ein Barrel shifter in einem… … Deutsch Wikipedia
FPU — Gleitkommaeinheit ist ein Begriff aus der Computertechnik und bezeichnet einen speziellen Prozessor, der mathematische Funktionen oder Gleitkommazahlen verarbeitet. Bei vielen modernen CPUs ist die FPU als Koprozessor realisiert. FPU oder NPU… … Deutsch Wikipedia
Floating Point Unit — 80287, FPU einer 80286 CPU mit 6 MHz. Gleitkommaeinheit ist ein Begriff aus der Computertechnik und bezeichnet einen speziellen Prozessor, der mathematische Funktionen oder Gleitkommazahlen verarbeitet. Bei vielen modernen CPUs ist die FPU als… … Deutsch Wikipedia
Gleitkomma-Einheit — 80287, FPU einer 80286 CPU mit 6 MHz. Gleitkommaeinheit ist ein Begriff aus der Computertechnik und bezeichnet einen speziellen Prozessor, der mathematische Funktionen oder Gleitkommazahlen verarbeitet. Bei vielen modernen CPUs ist die FPU als… … Deutsch Wikipedia
Gleitkommazahl-Koprozessor — 80287, FPU einer 80286 CPU mit 6 MHz. Gleitkommaeinheit ist ein Begriff aus der Computertechnik und bezeichnet einen speziellen Prozessor, der mathematische Funktionen oder Gleitkommazahlen verarbeitet. Bei vielen modernen CPUs ist die FPU als… … Deutsch Wikipedia
Barrel shifter
Из Википедии — свободной энциклопедии
Barrel shifter (устройство быстрого сдвига) — цифровая электронная схема, производящая сдвиг данных на указанное число позиций за один такт синхронизации. Устройство быстрого сдвига также может производить циклический сдвиг и расширение знакового бита.
На вход устройства подаётся две группы входных данных по N бит каждая и N управляющих сигналов, на выходе получается N бит данных. Количество разрядов, на которые производится сдвиг, определяется позицией управляющего сигнала высокого уровня (все остальные управляющие сигналы должны иметь низкий уровень), выполняемая операция определяется подачей входных данных. Например:
Устройство быстрого сдвига применяется в целочисленных арифметических операциях (где сдвиг на один разряд эквивалентен умножению или делению на два) и в операциях над числами с плавающей запятой для выравнивания операндов при выполнении сложения и вычитания. Мантисса числа, имеющего меньший порядок, сдвигается вправо, количество позиций, на которые производится сдвиг, равно разнице порядков чисел. После сдвига порядки чисел становятся равными.
Недостатки (для barrel shift, реализующего циклический сдвиг): [1]
В процессорах x86 применяются, начиная с Intel 80386. [2]
Barrel shifter
Barrel shifter (устройство быстрого сдвига) — цифровая электронная схема, производящая сдвиг данных на указанное число позиций за один такт синхронизации. Устройство быстрого сдвига также может производить циклический сдвиг и расширение знакового бита.
На вход устройства подаётся две группы входных данных по N бит каждая и N управляющих сигналов, на выходе получается N бит данных. Количество разрядов, на которые производится сдвиг, определяется позицией управляющего сигнала высокого уровня (все остальные управляющие сигналы должны иметь низкий уровень), выполняемая операция определяется подачей входных данных. Например:
Устройство быстрого сдвига применяется в целочисленных арифметических операциях (где сдвиг на один разряд эквивалентен умножению или делению на два) и в операциях над числами с плавающей запятой для выравнивания операндов при выполнении сложения и вычитания. Мантисса числа, имеющего меньший порядок, сдвигается вправо, количество позиций, на которые производится сдвиг, равно разнице порядков чисел. После сдвига порядки чисел становятся равными.
Недостатки (для barrel shift, реализующего циклический сдвиг): [1]
В процессорах x86 применяются, начиная с Intel 80386. [2]
Содержание
Ресурсоёмкость
Стоимость критического пути в единицах Fan-out-of-4 (FO4) оценивается (без учёта задержки в проводниках) как:
Barrel shifter
Barrel shifter (устройство быстрого сдвига) — цифровая электронная схема, производящая сдвиг данных на указанное число позиций за один такт синхронизации. Устройство быстрого сдвига также может производить циклический сдвиг и расширение знакового бита.
На вход устройства подаётся две группы входных данных по N бит каждая и N управляющих сигналов, на выходе получается N бит данных. Количество разрядов, на которые производится сдвиг, определяется позицией управляющего сигнала высокого уровня (все остальные управляющие сигналы должны иметь низкий уровень), выполняемая операция определяется подачей входных данных. Например:
Устройство быстрого сдвига применяется в целочисленных арифметических операциях (где сдвиг на один разряд эквивалентен умножению или делению на два) и в операциях над числами с плавающей запятой для выравнивания операндов при выполнении сложения и вычитания. Мантисса числа, имеющего меньший порядок, сдвигается вправо, количество позиций, на которые производится сдвиг, равно разнице порядков чисел. После сдвига порядки чисел становятся равными.
Недостатки (для barrel shift, реализующего циклический сдвиг):
В процессорах x86 применяются, начиная с Intel 80386.
Ресурсоёмкость
Стоимость критического пути в единицах Fan-out-of-4 (FO4) оценивается (без учёта задержки в проводниках) как:
Например, возьмем четырехбитный цилиндрический сдвигатель с входами A, B, C и D. Сдвигатель может изменять порядок битов. ABCD в качестве DABC, CDAB, или же BCDA; в этом случае биты не теряются. То есть он может сдвигать все выходы вправо на три позиции (и, таким образом, создавать любую циклическую комбинацию A, B, C и D). Баррель-шифтер имеет множество применений, в том числе является полезным компонентом в микропроцессоры (наряду с ALU).
Содержание
Выполнение
Баррель-шифтер часто реализуется как каскад параллельных мультиплексоров 2 × 1. Для 8-битного цилиндрического устройства сдвига используются два промежуточных сигнала, которые сдвигаются на четыре и два бита или передают одни и те же данные в зависимости от значения S [2] и S [1]. Затем этот сигнал сдвигается другим мультиплексором, которым управляет S [0]:
У более крупных рычагов переключения передач есть дополнительные ступени.
Расходы
Стоимость критического пути в FO4 (ориентировочно, без проволочной задержки):
Использует
Обычно баррель-шифтер используется в аппаратной реализации арифметика с плавающей запятой. Для операции сложения или вычитания с плавающей запятой значения из двух чисел должны быть выровнены, что требует сдвига меньшего числа вправо, увеличивая его показатель степени, пока не совпадет показатель степени большего числа. Это делается путем вычитания показателей степени и с помощью сдвига ствола для сдвига меньшего числа вправо на разницу за один цикл. Если бы использовался простой переключатель, переключение на п битовые позиции потребуют п такты. [ нужна цитата ]
Смотрите также
Рекомендации
внешняя ссылка
дальнейшее чтение
Статья основана на материалах, взятых из Бесплатный онлайн-словарь по вычислительной технике до 1 ноября 2008 г. и зарегистрированы в соответствии с условиями «перелицензирования» GFDL, версия 1.3 или новее.
