Contents

Declaration of Authorship

i

Abstract

iii

Abstract greek

iv

List of Figures

viii

List of Tables

x

Abbreviations

xi

1

Introduction

1

1.1

Embedded Systems

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

1.2

Intellectual Property Cores

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

1.3

Soft Microprocessors

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

1.3.1

The Picoblaze Soft Microprocessor

. . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

1.3.2

The Microblaze Soft Microprocessor

. . . . . . . . . . . . . . . . .

5

1.3.3

The Xtensa Microprocessors

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

1.3.4

LEON Microprocessor

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

1.3.5

The OpenRISC Microprocessor

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

1.4

Floating point arithmetic

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

1.4.1

Trade offs between range and precision

. . . . . . . . . . . . . . . .

9

1.4.2

The floating point representation

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

1.4.3

The IEEE 754 standard

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.4.4

Basic IEEE 754 formats

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.5

The IEEE 754 double precision floating point format

. . . . . . . . . . . . 11

1.5.1

The sign bit

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.5.2

The exponent

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.5.3

The significand

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.5.4

Floating point normalization

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.6

The goals of the thesis

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

1.7

The Following work structure

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2

The processor

15

2.1

Architecture Highlights

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

v