High Precision Logarithm Converters for Binary Floating Point Approximation Operations

고속 부동소수점 근사연산용 로그변환 회로

In most floating-point operations related with 3D graphic applications for mobile devices, properly approximated data calculations with reduced complexity and low power are preferable to exactly rounded floating-point operations with unnecessary preciseness with cost. Among all the sophisticated floating-point arithmetic operations, multiplication and division are the most complicated and time-consuming, and they can be transformed into addition and subtraction repectively by adopting the logarithmic conversion. In this process, the most important factor for performance is how high we can make an approximation of the logarithm conversion. In this paper, we cover the trends in studying the logarithm conversion circuit designs. We also discuss the important factor in design issues and the applicable fields in detail.

3차원 그래픽 응용이 가능한 소형 모바일 기기에서의 부동소수점 연산 처리는 전력소모가 많고 하드웨어 비용이 많이 들며 연산 해상도가 너무 정확한 연산보다는 적절한 해상도를 확보하되 하드웨어 자원을 적게 소모하고 전력소모가 낮을수록 바람직하다. 비용이 많이 소요되는 부동소수점 연산은 곱셈과 나눗셈이며, 로그 변환을 이용하면 곱셈과 나눗셈을 덧셈과 뺄셈으로 변환하여 고속 동작을 구현할 수 있으며, 이는 로그 함수값을 얼마나 실제값에 근사화 시킬 수 있는지에 따라 성능이 좌우된다. 본 연구에서는 이러한 고속 부동소수점 연산에 적용될 수 있는 로그변환 회로에 대한 동향을 조사하되, 설계 시 중요하게 고려해야 할 점과 로그변환 회로가 어떻게 근사화되고 적용될 수 있는지에 대하여 상세히 분석한다.