NS32381-15 NS32381-20 NS32381-25 NS32381-30浮点单元
初步
1991年4月
NS32381-15 NS32381-20 NS32381-25 NS32381-30
浮点单元
概述
该NS32381是第二代的CMOS浮点
从处理器，完全软件兼容的
先行者NS32081 FPU的NS32381 FPU功能
在一个全系列32000和32000系列EP处理器
紧耦合从配置的性能
NS32381已经增加超过NS32081由架构设计师用手工
tecture改善硬件的改进和提高
时钟频率的主要改进包括增加了
32位从协议的早期完成的算法来提高
FPU CPU的并行扩展的寄存器设置的自动
马蒂奇断电功能扩展数学的硬件和
其他说明
该NS32381 FPU包含8个64位数据寄存器及
一个浮点状态寄存器（ FSR ）的FPU执行时
20说明和操作上的单一和双
精度操作数在三个独立的处理器
NS32381操纵尾数符号和指数
CPU和NS32381 FPU形成一个紧密耦合comput-
这在用户看来如同一个单一的处理器集群
单元的CPU和FPU通信自动处理
美云是用户透明
该FPU是制造与美国国家半导体的先进的双二甲双胍
人的CMOS工艺
特点
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
兼容所有系列32000和32000系列EP
处理器
可选择16位或32位从协议
兼容IEEE标准754-1985二进制
浮点运算
早期做算法
单人（ 32位）和双（ 64位）精度运算
八片（ 64位）的数据寄存器
自动电源关闭模式
与现有的32000软件全部向上兼容
高速双金属CMOS设计
68针PGA封装
68引脚塑料封装
FPU框图
TL EE 9157 - 1
图1-1
32000系列和TRI- STATE注册美国国家半导体公司的注册商标
C
1995年全国半导体公司
TL EE 9157
RRD - B30M115印制在U S A
目录
1 0产品介绍
1 IEEE STD 754功能支持的NS32381
1 2操作数格式
1 2 1规格化数
1 2 2零
1 2 3保留操作数
1 2 4的整数
1 2 5内存交涉
2 0架构描述
2 1编程模型
2 1 1浮点寄存器
2 1 2浮点状态寄存器（ FSR ）
2 1 2 1 FSR模式控制字段
2 1 2 2 FSR状态字段
2 1 2 3 FSR软件域（ SWF）的
2 2指令集
2 3例外
3 0功能说明
3 1电源和接地
3 2自动断电模式
3 3时钟
3 4复位
3 5公交车运行
3 5 1的总线周期
3 5 2操作数转换序列
3 6指令协议
3 6 1总协议序列
3 6 2月初完成算法
3 6 3浮点协议
4 0的设备规格
4 1引脚说明
4 1 1耗材
4 1 2输入信号
4 1 3输出信号
4 1 4输入输出信号
4 2绝对最大额定值
4 3电气特性
4 4开关特性
4 4 1定义
4 4 2计时表
4 4 2 1输出信号传播延迟为所有
处理器
4 4 2 2输出信号传播延迟为
NS32008 NS32016 NS32032的CPU
4 4 2 3输出信号传播延迟为
32位从协议NS32332 CPU
4 4 2 4输出信号传播延迟为
32位从协议NS32532 CPU
所有CPU 4 4 2 5输入信号的要求
4 4 2 6对输入信号的要求
NS32008 NS32016 NS32032的CPU
对于32位4 4 2 7输入信号的要求
从协议NS32332 CPU
对于32位4 4 2 8输入信号的要求
从协议NS32532 CPU
所有CPU 4 4 2 9时钟要求
附录A NS32381性能分析
2
名单插图
FPU框图
浮点操作数格式
整数格式
寄存器集
浮点状态寄存器
浮点指令格式
推荐的电源连接
上电复位的要求
一般复位时序
系统连接图与NS32532 CPU
系统连接图与NS32332 CPU
系统连接图与NS32008和NS32016 CPU NS32032
系统连接图与NS32CG16 CPU
从处理器读取周期（ NS32008 NS32016和NS32032 NS32332的CPU ）
从处理器读取周期（ NS32532 CPU ）
从处理器写周期（ NS32008 NS32016和NS32032 NS32332的CPU ）
从处理器写周期（ NS32532 CPU ）
ID和操作码的格式16位从协议
ID和操作码格式的32位从协议
FPU状态字格式
16位将军从指令协议FPU操作
32位将军从指令协议FPU操作
68针PGA封装
68引脚PLCC封装
时序规范标准（信号有效时钟边沿后）
时序规范标准（信号有效时钟沿之前）
时钟时序
上电复位
非上电复位
阅读来自FPU周期（ NS32008 NS32016 NS32032的CPU ）
写周期FPU （ NS32008 NS32016 NS32032的CPU ）
读周期从FPU （ NS32332 CPU ）
写周期FPU （ NS32332 CPU ）
SDN332时序（ NS32332 CPU ）
SDN332 （ TRAP ），时序（ NS32332 CPU ）
读周期从FPU （ NS32532 CPU ）
从FPU （ NS32532 CPU ）写周期
SDN532时序（ NS32532 CPU ）
FSSR时序（ NS32532 CPU ）
从FPU SPC脉冲
1-1
1-2
1-3
2-1
2-2
2-3
3-1
3-2
3-3
3-4a
3-4b
3-4c
3-4d
3-5
3-6
3-7
3-8
3-9
3-10
3-11
3-12
3-13
4-1
4-2
4-3
4-4
4-5
4-6
4-7
4-8
4-9
4-10
4-11
4-12
4-13
4-14
4-15
4-16
4-17
4-18
3
1 0产品介绍
该NS32381浮点单元（ FPU ）提供高
对于系列32000系列高速浮点运算
并使用国家高速CMOS制造技
术它作为透明expan-从处理器
该系列32000基本指令集锡永的FPU可以
也可以与其他微处理器用作外设
设备通过使用额外的TTL和CMOS接口逻辑
该NS32381与IEEE浮点兼容
格式
1 IEEE STD 754支持的功能
BY THE NS32381
a）基本浮点数格式
B）添加减法乘法除法和比较操作
C）不同的浮点格式之间的转换
D）浮点和整数格式之间的转换
E）圆形浮点数为整数（轮近
美国东部时间全面向负无穷大而圆朝
双或单精度零）
F）异常信令和处理（无效操作二
零溢溢和不精确韦迪）
1 2操作数格式
该NS32381 FPU对两个浮点数据
类型单精度（ 32位）和双精度（ 64
位）浮点指令助记符使用后缀F
（浮动）选择单精度数据类型和
后缀L（长浮动）选择双精度数据
TYPE
甲浮点数被分成三个字段，如图
in
图1-2
F字段是表示num-的小数部分
BER在归一化的数字（第1 2 1 ）二进制点
假定是立即向最显的左侧
F字段中有一个隐含的1位的左侧倾斜位
二进制点因此在F字段表示在该范围内的值
10
s
x
k
20
表1-1样品F场
F字段
000
0
010
0
100
0
110
0
二进制值
1 000
0
1 010
0
1 100
0
1 110
0
十进制值
1 000
0
1 250
0
1 500
0
1 750
0
从E字段值，以获得真实牙牙
李氏指数的偏差值是011
11
2
它或者是127
（单精度）或1023 （双精度），因此，真正的
指数可以为正或负，如图
表1-2
表1-2试样E场
E场
F字段
所代表的价值
011
110
100
0
1 5
c
2
b
1
e
0 75
011
111
100
0
1 5
c
2
0
e
1 50
100
000
100
0
1 5
c
2
1
e
3 00
E场的两个值不指数11
11显
的NAL保留的操作数（第1 2 3 ） 00
00表象
货物内有多少个零，如果F字段也全部为零其它 -
聪明的它标志着一个保留操作
S位表示操作数的符号是0的位置
略去1负浮点数是先签后换
震级形式，只有在S位补充，
为了改变表示数字的符号
1 2 1规格化数
归一化的数字是可以被表示数
作为浮点操作数，将电子如上所述
现场既不是全零，也不全一
的归一化的数的值可以由派生
公式
(
b
1)
S
c
2
（ E- BIAS）
c
(1
a
F)
归一化的数的范围列于表1-3中
1 2 2零
还有零正面和负面两种表示方法
略去正零具有全零F和E场和S位
零负零还具有全零F和E领域，但以S
位为1
1 2 3保留操作数
IEEE标准进行二进制浮点运算亲
志愿组织对某些特殊形式的浮点能操作
阿富汗国家发展战略的NS32381 FPU将这些形式保留
操作数保留的操作数是
正无穷和负无穷
不是非数字（ NaN）的值
非规格化数
既无限大和NaN值都在那些其电子领域
正常的数字都为零的他们的电子领域，
在他们的F领域的非零值
该NS32381 FPU导致无效操作陷阱（见第
灰2 1 2 2 ） ，如果它接收到，除非一个保留的操作数
操作简单的一招（无需转换）的FPU
不会产生保留的操作数为结果
单精度
23 22
E
8
F
23
u
隐含位
E字段包含一个无符号数，使该双
该数字代表的价值的进制指数
E场被偏置是一个恒定的偏置值必须是分
31 30
S
1
0
双精度
63 62
S
1
E
11
52 51
F
52
图1-2浮点操作数格式
5
0
QQ：2880707522 复制
