Abstract
In this paper, special purpose arithmetic unit for mobile graphics accelerator is designed. The designed processor supports six operations, such as $1/{\chi}$, $\frac{1}{{\sqrt{x}}$, $log_2x$, $2^x$, $sin(x)$, $cos(x)$. The processor adopts 2nd-order polynomial minimax approximation scheme based on IEEE floating point data format to satisfy accuracy conditions and has 5-stage pipeline structure to meet high operational rates. The SFAU processor consists of 23,000 gates and its estimated operating frequency is about 400 Mhz at operating condition of 65nm CMOS technology. Because the processor can execute all operations with 5-stage pipeline scheme, it has about 400 MOPS(million operations per second) execution rate. Thus, it can be applicable to the 3D mobile graphics processors.
본 논문에서는 모바일 그래픽프로세용 특수목적 연산 회로를 설계하였다. 특수목적 연산회로(SFU)는 6개의 연산, 즉, $1/{\chi}$, $\frac{1}{{\sqrt{x}}$, $log_2x$, $2^x$, $sin(x)$, $cos(x)$를 지원한다. 특수목적 연산 회로는 높은 정밀도 조건을 만족하기 위해 IEEE 표준 부동 소수점 형식을 사용하는 2차 다항식 minimax 알고리즘을 사용하였으며, 높은 연산 성능을 위해 5-단 파이프라인 구조를 갖고 있다. 설계한 특수목적 연산회로 는 65nm 삼성 CMOS 표준셀 공정 조건에서 약 23,000개의 게이트로 구성되며, 약 400 Mhz의 동작 주파수를 가진다. 설계된 회로는 파이프라인 구조로 동작하므로 약 400 MOPS(Million Operations Per Second)의 연산 성능을 갖고 있어서, 고성능 3차원 그래픽 프로세서에 적용이 가능하다.
