Unidad aritmética de punto flotante: diseño e implementación con portabilidad

Abstract

El uso de las unidades de punto flotante (FPU) en el procesamiento digital se ha incrementado dada la alta precisión y rango de números que se pueden representar. En el procesamiento de imágenes, filtros digitales con respuesta infinita al impulso (IIR), respuesta finita al impulso (FIR) y controladores digitales, se requieren este tipo de unidades para obtener resultados más precisos y evitar respuestas inestables, sin embargo, para implementar estas, algunos procesadores tienen unidades incorporadas lo que implica una dependencia tecnológica de los fabricantes para desarrollar prototipos. Para evitar dicha dependencia, en este artículo se presenta el diseño de los módulos para las operaciones más usadas en el procesamiento digital de señales: multiplicación y la suma/resta. Se presentan los pasos y consideraciones a tener en cuenta como las excepciones, redondeo y normalización de operandos, para lograr implementar estas operaciones en cualquier matriz de puertas lógicas programables en campo (FPGA). Se comprueban resultados utilizando el banco de pruebas MODELSIM® y se determinó la tasa de error, utilizando MATLAB®.