Optimized hardware arithmetic operators

Opérateurs arithmétiques matériels optimisés

Romain Michard (1, 2)

1 LIP - Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme
2 ARENAIRE - Computer arithmetic

Computer arithmetic is a branch of computer science dedicated to number systems, arithmetic algorithms and their hardware and software implementations. This thesis deals with the study and hardware implementation of operators for the evaluation of functions in digital signal and image processing. Different types of operators are presented: a division optimized operators generator, some studies about a function evaluation algorithm using fractional approximations, and functions evaluation operators based on polynomial approximations and requiring few hardware resources. The various operators proposed in this thesis have been validated on FPGA circuits.

L'arithmétique des ordinateurs est une branche de l'informatique qui traite des systèmes de représentation des nombres, des algorithmes arithmétiques et de leurs implantations matérielles ou logicielles. Cette thèse porte sur l'étude et l'implantation matérielle d'opérateurs pour l'évaluation de fonctions en traitement du signal et des images. Sont présentés successivement un générateur d'opérateurs optimisés pour la division, des études portant sur un algorithme d'évaluation de fonctions au moyen d'approximations par fractions rationnelles, et des opérateurs d'évaluation de fonctions basés sur des approximations polynomiales qui demandent peu de matériel. Les différents opérateurs proposés dans cette thèse ont tous été validés sur des circuits FPGA.

Mots clés: computer arithmetic; FPGA; hardware operator; fixed point; polynomial approximation; shift-and-add algorithm; division; SRT operator; VHDL generator

Mots clés: arithmétique des ordinateurs; opérateur matériel; virgule fixe; approximation polynomiale; algorithme addition/décalage; opérateur SRT; générateur VHDL

Domaines: Autre [cs.OH]

Romain Michard. Opérateurs arithmétiques matériels optimisés. Autre [cs.OH]. Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00301285⟩