快速乘法器中高速4-2压缩器的设计(英文)

文章给出了两种优化的4-2压缩器电路结构,一种是选用不同结构的异或门电路对传统的异或门4-2压缩器结构进行优化,另一种是通过单值到双值逻辑的转换用传输门搭建的4-2压缩器电路。基于0.35μm和0.25μmCMOS模型参数的SPICE模拟,对两种4-2压缩器电路的最大延迟、功耗和面积进行了比较。结果表明,和库综合的4-2压缩器相比,文章的设计对提高乘法器速度减小面积是有效的。

基于CTGAL电路的绝热4-2压缩器和乘法器设计

通过对并行乘法器和钟控传输门绝热逻辑(Clocked Transmission Gate Adiabatic Logic,CTGAL)电路工作原理及结构的研究,提出了基于CTGAL电路的绝热4-2压缩器的设计方案,与传统CMOS逻辑的4-2压缩器相比,此压缩器节省平均功耗约87%。在此基础上,进一步设计了4×4位绝热乘法器,HSPICE模拟结果表明了所设计的电路具有正确的逻辑功能和显著的能量恢复特性。

一种wallace树压缩器硬件结构的实现

设计了一种用于32位浮点乘法器尾数乘部分的wallace树压缩器的硬件结构实现方法,通过3-2和4-2压缩的混合搭配,构成一种新的wallace树压缩器,采用verilog硬件描述语言实现RTL级代码的编写,并使用VCS进行功能仿真,然后在SMIC0.13μm的工艺下,用synopsys DC进行逻辑综合、优化。结果表明,这种压缩器在部分积的压缩过程中,有效地提高了运算速度,并在很大程度上减小了硬件实现面积。

一种3级流水线wallace树压缩器的硬件设计

本文提出了一种针对32位浮点乘法运算的三级流水线wallace树压缩器。首先设计出4-2和3-2压缩器,然后由其构成wallace树结构的压缩器,在部分积整个压缩过程中,采用三级流水线,大大提高了浮点运算中尾数处理的速度。该压缩器采用了模块化设计,并用VHDL进行了描述,使用了modelsimXEII5.6a仿真软件进行了波形仿真,并用synplify/synplifypro综合工具比较了由两种不同4-2压缩单元所构成的wallace树压缩器的综合结果,选出最佳的一种。此压缩器已作为一个压缩模块,用在32位浮点乘法器的软核设计中,得到了很好的结果。

基于新型booth选择器和压缩器的乘法器设计

为了优化乘法器关键路径延时并减少电路面积,提高乘法器的整体性能.本文在运用基4booth算法的基础上,针对部分积生成器延时相对较大的问题,提出了一种新型的booth选择器,用于提高部分积生成的效率.同时,本文又提出一种新型的4-2部分积压缩器,用于提高部分积压缩器的压缩效率.基于tsmc28nm工艺,对运用上述优化点的有符号16比特乘法器进行仿真验证和综合,本文设计的乘法器关键路径延时为0.98 ns.实验结果表明,本文提出的两点新型设计,能较好的提升乘法器的计算性能.

基于改进4-2压缩结构的32位浮点乘法器设计

本文介绍一种用于高性能DSP的32位浮点乘法器设计,通过采用改进Booth编码的树状4-2压缩器结构,提高了速度,降低了功耗,该乘法器结构规则且适合于VLSI实现,单个周期内完成一次24位整数乘或者32位浮点乘。整个设计采用Verilog HDL语言结构级描述,用0.25um单元库进行逻辑综合.完成一次乘法运算时间为24.30ns.

改进部分积压缩结构的快速乘法器

针对16位乘法器运算速度慢、硬件逻辑资源消耗大的问题,采用华莱士树压缩结构,通过对二阶布思算法、4-2压缩器和保留进位加法器的优化组合使用及对符号数采用合理的添、补、删策略,实现16位符号数快速乘法器的优化设计。该乘法器采用SMIC 0.18μm工艺标准数字单元库,使用Synopsys Design Compiler综合实现,在1.8 V,25℃条件下,芯片最大路径延时为3.16 ns,内核面积为50 452.75μm2,功耗为5.17 mW。

基于H.264标准的一种新颖的DCT硬件实现

H.264是新一代视频编码标准,具有很好的视频压缩性能。H.264的DCT变换是一种4×4的整数变换,适用于专用集成电路的硬件实现。采用一种新颖的实现方法,利用4-2压缩器和超前进位加法器来代替传统的加法,提高了运算速度。

基于改进的混合压缩结构的Wallace树设计

文章针对典型的32位浮点乘法器,对Booth算法产生的部分积重新分组,采用CSA和4-2压缩器的混合电路结构,对传统的Wallace树型乘法器进行改进,并提出一种高速的树型乘法器阵列结构。该结构与传统的Wallace树型相比,具有更小的延时、更规整的布局布线,使其更易于VLSI实现。

基于混合压缩结构的新型浮点乘法器设计

为了进一步提高浮点乘法器的性能,缩短浮点乘法器关键路径延时,提出了一种基于新型4-2压缩器和5-2压缩器的混合压缩结构.在Xillinx的xc7a35tcsg324开发板上,基于该结构实现了IEEE754标准的32位浮点乘法器.相较于现有的压缩方式,提出的新型压缩结构相较于现有的压缩方式,所使用的LUT资源减少了45,关键路径延时减少了0.004 ns.与传统浮点乘法器相比,关键路径延时由6.022 ns缩短至4.673 ns,提升了浮点乘法器的运算性能.

基于Radix-4 Booth编码的模2^n＋1乘法器设计

模2n+1乘法(n=8、16)在分组密码算法中比较常见,如IDEA算法,但由于其实现逻辑复杂,往往被视为密码算法性能的瓶颈。提出了一种适用于分组密码算法运算特点的基于Radix-4Booth编码的模2n+1乘法器实现方法,其输入/输出均无需额外的转换电路,并通过简化部分积生成、采用重新定义的3-2和4-2压缩器等措施以减少路径时延和硬件复杂度。比较其他同类设计,该方法具有较小的面积、时延,可有效提高分组密码算法的加解密性能。

32位无符号并行乘法器的设计与实现

在基4的Booth算法得到部分积的基础上,采用了优化后的4:2压缩器的Wallace树对部分积求和,最后用CPA得到最终的和。优化下的并行乘法器比传统的CSA阵列乘法器速度快,且延时小。用Verilog进行了功能描述,并用ISE9.2对其进行了综合。

基于FPGA的WALLACE TREE乘法器设计

为了使基于FPGA设计的信号处理系统具有更高运行速度和具有更优化的电路版图布局布线,提出了一种适用于FPGA结构的改进型WALLACE TREE架构乘法器。首先讨论了基于标准单元3∶2压缩器的改进型6∶4压缩器,根据FPGA中slice的结构特点通过在FPGA Editer软件工具编辑,对该压缩器进行逻辑优化,将其应用于FPGA的基本单元slice结构中。并对乘法器的其他部分结构优化整合,实现一个资源和性能达到合理平衡,且易于在FPGA中实现的乘法器。实际运行结果表明,该乘法器的关键路径延时小于8.4 ns,使乘法器时钟频率和系统性能都得到很大提高。

定点符号高速乘法器的设计与FPGA实现

文章系统地研究了符号定点高速乘法器的实现算法和结构,采用了修正布斯算法,华莱士压缩树,4:2压缩器,伪4:2压缩器以及平方根求和结构。采用VerilogHDL实现了整个乘法器,在单个时钟周期完成一次16位的符号数乘法。为了验证该乘法器的性能,在VertexII-xc2v1000实现了该乘法器,频率可达62.27MHz。每秒钟可完成6227万次16位的符号乘法。

基于现场可编程门阵列的高斯滤波算法优化实现

针对传统高斯滤波算法硬件设计方法中关键路径较长、逻辑延时较大的问题,提出加数压缩的硬件优化实现方法.在高斯滤波算法优化实现过程中,采用移位操作来实现乘法与除法计算,避免使用乘法器与除法器.并引入保留进位加法器(CSA)、基于多路选择器(MUX)的4-2压缩器、加数压缩的树型结构,对9个加数进行3个层次的压缩.经过优化后,只需1个全加器便可得求和结果.结果表明,经过加数压缩设计可以达到缩短关键路径、减少逻辑延时的目标,使逻辑延时缩小32.48%,同时还极大节省所需加法器宏单元数,为后续图像处理模块提供更大的设计自由度.

高速乘法器的性能比较

对基于阵列乘法器、修正布斯算法 (MBA)乘法器、华莱士 (WT)乘法器和MBA -WT混合乘法器的四种架构的32位乘法器性能进行了比较 ,在选择乘法器时 ,应根据实际应用 ,从面积、速度。

高速双域乘法器设计及其应用

双域乘法器在椭圆曲线密码学中具有重要意义,是构成双域模乘器的重要组件.考虑到双域乘法器的关键路径主要由GF(p)域决定;因此,在传统的基4Booth编码乘法器的基础上进行优化设计,改进部分积产生电路以及Wallace压缩电路,使其能够同时支持GF(p)域和GF(2 m)域.设计的双域乘法器在FPGA实现结果表明,双域乘法器比单独实现两个域面积减小16.9%;延时比单独的GF(p)域增加1.188ns.将设计的双域乘法器应用到模乘器,结果表明,该设计完成一次256bit的模乘操作比已有的在时间上节约了7.35%.

32位高速浮点乘法器优化设计

设计了一种用于频率为200 MHz的32位浮点数字信号处理器(DSP)中的高速乘法器。采用修正Booth算法与Wallace压缩树结合结构完成Carry Sum形式的部分积压缩,再由超前进位加法器求得乘积。对乘法器中的4-2压缩器进行了优化设计,压缩单元完成部分积压缩的时间仅为1.47 ns,乘法器延迟时间为3.5 ns。

一种改进的Wallace树型乘法器的设计

本文针对典型32位乘法,对Booth算法产生的部分积重新合理分组,采用CSA和4-2压缩器的混合电路结构,对传统的Wallace树型乘法器进行改进,提出一种高速的树型乘法器结构。该结构与传统Wallace树型乘法器相比,具有更小的延时、更规整的布局和更规则的布线,使其易于VLSI实现。

一种32位高速浮点乘法器设计

文章介绍一种32位浮点乘法器软IP的设计,其部分积缩减部分采用修正Booth算法,部分积加法采用4-2压缩树结构,最终carry、sum形式部分积采用进位选择加法器完成,乘法器可以进行32位浮点数或24位定点数的乘法运算。采用VerilogHDLRTL级描述,采用SMIC0.18μm工艺库进行综合,门级仿真结果表明乘法器延时小于4.05ns。