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基于改进的Booth编码和Wallace树的乘法器优化设计 被引量:13
1
作者 石敏 王耿 易清明 《计算机应用与软件》 CSCD 2016年第5期13-16,共4页
针对当前乘法器设计难于兼顾路径延时和版图面积的问题,设计一种新型的32位有符号数乘法器结构。其特点是:采用改进的Booth编码,生成排列规则的部分积阵列,所产生的电路相比于传统的方法减小了延时与面积;采用由改进的4-2压缩器和3-2压... 针对当前乘法器设计难于兼顾路径延时和版图面积的问题,设计一种新型的32位有符号数乘法器结构。其特点是:采用改进的Booth编码,生成排列规则的部分积阵列,所产生的电路相比于传统的方法减小了延时与面积;采用由改进的4-2压缩器和3-2压缩器相结合的新型Wallace树压缩结构,将17个部分积压缩为2个部分积只需经过10级异或门延时,有效地提高了乘法运算的速度。设计使用FPGA开发板进行测试,并采用基于SMIC 0.18μm的标准单元工艺进行综合,综合结果显示芯片面积为0.1127 mm^2,关键路径延时为3.4 ns。实验结果表明,改进后的乘法器既减少了关键路径延时,又缩小了版图面积。 展开更多
关键词 乘法器 booth编码 部分积阵列 wallace
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改进型booth华莱士树的低功耗、高速并行乘法器的设计 被引量:5
2
作者 王定 余宁梅 +1 位作者 张玉伦 宋连国 《电子器件》 CAS 2007年第1期252-255,共4页
采用一种改进的基-4BOOTH编码和华莱士树的方案,设计了应用于数字音频广播(DAB)SOC中的FFT单元的24×24位符号定点并行乘法器.通过对部分积的符号扩展、(k:2)压缩器、连线方式和最终加法器分割算法的优化设计,可以在18.81ns内完成... 采用一种改进的基-4BOOTH编码和华莱士树的方案,设计了应用于数字音频广播(DAB)SOC中的FFT单元的24×24位符号定点并行乘法器.通过对部分积的符号扩展、(k:2)压缩器、连线方式和最终加法器分割算法的优化设计,可以在18.81ns内完成一次乘法运算.使用FPGA进行验证,并采用chartered0.35μmCOMS工艺进行标准单元实现,工作在50MHz,最大延时为18.81ns,面积为14329.74门,功耗为24.69mW.在相同工艺条件下,将这种乘法器与其它方案进行比较,结果表明这种结构是有效的. 展开更多
关键词 乘法器 booth编码 华莱士树 (k:2)压缩器 最终加法器 分割算法
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采用Booth算法的16×16并行乘法器设计 被引量:11
3
作者 刘东 《现代电子技术》 2003年第9期21-22,25,共3页
介绍了一种可以完成 16位有符号 /无符号二进制数乘法的乘法器。该乘法器采用了改进的 Booth算法 ,简化了部分积的符号扩展 ,采用 Wallace树和超前进位加法器来进一步提高电路的运算速度。本乘法器可以作为嵌入式CPU内核的乘法单元 ,整... 介绍了一种可以完成 16位有符号 /无符号二进制数乘法的乘法器。该乘法器采用了改进的 Booth算法 ,简化了部分积的符号扩展 ,采用 Wallace树和超前进位加法器来进一步提高电路的运算速度。本乘法器可以作为嵌入式CPU内核的乘法单元 ,整个设计用 VHDL 语言实现。 展开更多
关键词 booth算法 乘法器 wallace 超前进位加法器 VHDL语言
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一种改进的基4-Booth编码流水线大数乘法器设计 被引量:4
4
作者 周怡 李树国 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2014年第1期60-63,67,共5页
大数乘法器是密码算法芯片的引擎,它直接决定着密码芯片的性能.由此提出了一种改进的基4-Booth编码方法来缩短Booth编码的延时,并提出了一种三级流水线大数乘法器结构来完成256位大数乘法器的设计.基于SMIC0.18μm工艺,对乘法器设计进... 大数乘法器是密码算法芯片的引擎,它直接决定着密码芯片的性能.由此提出了一种改进的基4-Booth编码方法来缩短Booth编码的延时,并提出了一种三级流水线大数乘法器结构来完成256位大数乘法器的设计.基于SMIC0.18μm工艺,对乘法器设计进行了综合,乘法器的关键路径延时3.77ns,它优于同类乘法器. 展开更多
关键词 booth编码 wallace压缩 乘法器 公钥密码运算
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32×32高速乘法器的设计与实现 被引量:9
5
作者 李军强 李东生 +1 位作者 李奕磊 周志增 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2009年第12期23-26,30,共5页
设计并实现了一种32×32高速乘法器.本设计通过改进的基4Booth编码产生部分积,用一种改进的Wallace树结构压缩部分积,同时采用一种防止符号扩展的技术有效地减小了压缩结构的面积.整个设计采用Ver-ilog HDL进行了结构级描述,用SIMC0... 设计并实现了一种32×32高速乘法器.本设计通过改进的基4Booth编码产生部分积,用一种改进的Wallace树结构压缩部分积,同时采用一种防止符号扩展的技术有效地减小了压缩结构的面积.整个设计采用Ver-ilog HDL进行了结构级描述,用SIMC0.18μm标准单元库进行逻辑综合.时间延迟为4.34ns,系统时钟频率可达230MHz. 展开更多
关键词 乘法器 改进booth编码 压缩器wallace
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32位快速乘法器的设计 被引量:2
6
作者 詹文法 汪国林 +1 位作者 杨羽 张珍 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2004年第9期1099-1102,共4页
高性能乘法器是现代微处理器中的重要部件,乘法器完成一次乘法操作的周期基本上决定了微处理器的主频。传统的乘法器的设计,在最终的乘积项求和时,常采用阵列相加或叠代相加的方法,不适用中小规模的微处理器的设计。该文提出的32位乘法... 高性能乘法器是现代微处理器中的重要部件,乘法器完成一次乘法操作的周期基本上决定了微处理器的主频。传统的乘法器的设计,在最终的乘积项求和时,常采用阵列相加或叠代相加的方法,不适用中小规模的微处理器的设计。该文提出的32位乘法器,采用了Booth编码、4-2压缩器、Wallace树算法以及超前进位加法器等多种算法和技术,在节约面积的同时,获得了高速度的性能。 展开更多
关键词 乘法器 booth编码 超前进位加法器 wallace树算法
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高速乘法器的性能比较 被引量:3
7
作者 应征 吴金 +1 位作者 常昌远 魏同立 《电子器件》 CAS 2003年第1期42-45,共4页
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。
关键词 乘法器 修正布斯算法 华莱士树 保存进位加法器 4∶2压缩器
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基于改进型选择进位加法器的32位浮点乘法器设计 被引量:4
8
作者 刘容 赵洪深 李晓今 《现代电子技术》 2013年第16期133-136,共4页
在修正型Booth算法和Wallace树结构以及选择进位加法器的基础上,提出了一种新型32位单精度浮点乘法器结构。该新型结构通过截断选择进位加法器进位链,缩短了关键路径延时。传统选择进位加法器每一级加法器的进位选择来自上级的进位输出... 在修正型Booth算法和Wallace树结构以及选择进位加法器的基础上,提出了一种新型32位单精度浮点乘法器结构。该新型结构通过截断选择进位加法器进位链,缩短了关键路径延时。传统选择进位加法器每一级加法器的进位选择来自上级的进位输出。提出的结构可以提前计算出尾数第16位的结果,它与Wallace树输出的相关位比较就可得出来自前一位的进位情况进而快速得到进位选择。在Altera的EP2C70F896C6器件上,基于该结构实现了一个支持IEEE754浮点标准的4级流水线浮点乘法器,时序仿真表明,该方法将传统浮点乘法器结构关键路径延时由6.4 ns减小到5.9 ns。 展开更多
关键词 修正booth算法 wallace树结构 选择进位加法器 浮点乘法器
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基于FPGA的高速浮点FFT的实现研究 被引量:7
9
作者 刘健 史彩娟 赵丽莉 《微型机与应用》 2012年第14期79-81,84,共4页
研究了利用FPGA实现浮点FFT的技术,提出了一种循环控制、RAM访问和蝶形运算三大模块以流水线方式协同工作的方案,结合数据缓冲和并行处理技术,讨论了蝶形运算单元的工作机制。浮点乘法器采用并行Booth编码和3级Wallace压缩树的结构,浮... 研究了利用FPGA实现浮点FFT的技术,提出了一种循环控制、RAM访问和蝶形运算三大模块以流水线方式协同工作的方案,结合数据缓冲和并行处理技术,讨论了蝶形运算单元的工作机制。浮点乘法器采用并行Booth编码和3级Wallace压缩树的结构,浮点加法器中采用独立的定点加法器和减法器,使运算得以高速进行。RAM读/写时序和运算参数都可利用寄存器设置。本设计已在Cyclone-Ⅱ系列芯片EP2C8Q208中实现,200MHz主频下,采用外部RAM,完成1024点复数FFT只需750μs。 展开更多
关键词 FPGA 浮点FFT 蝶形运算 booth编码 wallace压缩树
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Optimization design of 24bit parallel MAC unit with saturation
10
作者 张萌 贾俊波 《Journal of Southeast University(English Edition)》 EI CAS 2006年第4期475-478,共4页
An efficient design method for a 24 × 24 bit +48 bit parallel saturating multiply-accumulate (MAC) unit is described. The augend in the MAC is merged as a partial product into Wallace tree array. The optimized... An efficient design method for a 24 × 24 bit +48 bit parallel saturating multiply-accumulate (MAC) unit is described. The augend in the MAC is merged as a partial product into Wallace tree array. The optimized saturation detection logic is proposed. The 679. 2 μm × 132. 5μm area size has been achieved in 0. 18 μm 1.8 V 1P6M CMOS technology by the full-custom circuit layout design. The simulation results show that the design way has significantly less area (about 23.52% reduction) and less delay than those of the common saturating MAC based on standard cell library. 展开更多
关键词 multiply-accumulate booth encoding wallace tree saturation detection layout design
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一种32位全定制高速乘法器设计 被引量:2
11
作者 王田 陈健 付宇卓 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2005年第2期307-309,共3页
对乘法器的多种实现方式作了综合比较 ,分析并实现了一种 32位全定制高速乘法器 ,该乘法器与 Synopsys DesignWare相应的乘法器相比速度快 14 %左右 .最后对 ASIC设计者选择不同用途的乘法器提供了相应的准则 .
关键词 乘法器 全定制 booth编码 wallace tree
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一种数字信号处理器中的高性能乘加器设计 被引量:2
12
作者 孙偲彦 蒋剑飞 毛志刚 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期32-36,共5页
乘加操作是数字信号处理器(DSP)的关键部分,单位时间内能够完成乘加操作的数量是衡量DSP芯片性能的一个重要指标。提出了一种应用于通用数字信号处理器的乘加器设计方法,在改进的Booth编码结合Wallace树压缩的基础上,通过在部分积压缩... 乘加操作是数字信号处理器(DSP)的关键部分,单位时间内能够完成乘加操作的数量是衡量DSP芯片性能的一个重要指标。提出了一种应用于通用数字信号处理器的乘加器设计方法,在改进的Booth编码结合Wallace树压缩的基础上,通过在部分积压缩时插入MAC操作的加数,减少符号位扩展,实现了乘加操作的一步完成。提出一种有效的结构实现通用信号数字处理其所需的分数模式、零检测、饱和溢出控制、舍入操作等异常处理功能;并对乘加器的速度、面积、功耗等性能进行了分析。 展开更多
关键词 数字信号处理器 乘加器 booth编码 华莱士树压缩
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基于低功耗设计的改进型压缩树VLSI架构 被引量:1
13
作者 姚刚 邵志标 +1 位作者 赵宁 许琪 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2005年第3期218-221,共4页
本文基于并行乘法器中两种传统的部分积压缩树的电路架构的分析,运用分类压缩的观点,提出一种改进型低功耗压缩树的电路架构,给出了该方法的两种VLSI电路实现。经过地址分析表明,与传统的压缩电路相比,该两种改进型的电路结构的功耗分... 本文基于并行乘法器中两种传统的部分积压缩树的电路架构的分析,运用分类压缩的观点,提出一种改进型低功耗压缩树的电路架构,给出了该方法的两种VLSI电路实现。经过地址分析表明,与传统的压缩电路相比,该两种改进型的电路结构的功耗分别降低了6%和19%。 展开更多
关键词 booth译码器 wallace Dadda树
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改进部分积压缩结构的快速乘法器 被引量:1
14
作者 董时华 乔庐峰 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期252-254,共3页
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SMI... 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。 展开更多
关键词 布思算法 4-2压缩器 保留进位加法器 跳跃进位加法器 华莱士树型结构
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FPGA中浮点乘法器的实现 被引量:8
15
作者 金美华 宋万杰 吴顺君 《火控雷达技术》 2008年第1期104-107,共4页
该文设计的适合于在FPGA中实现的乘法器结构,采用自定义的26位浮点数据格式,利用改进的基4Booth编码方式,以及CSA和4-2压缩器综合的Wallace树形结构,在尾数的舍入中应用基于预测和选择的快速舍入方法,优化了乘法器的性能。最后给出在PFG... 该文设计的适合于在FPGA中实现的乘法器结构,采用自定义的26位浮点数据格式,利用改进的基4Booth编码方式,以及CSA和4-2压缩器综合的Wallace树形结构,在尾数的舍入中应用基于预测和选择的快速舍入方法,优化了乘法器的性能。最后给出在PFGA中的仿真结果,验证了设计的正确性,并和32位浮点数据格式的运算结果作比较,发现本设计不但减少占用FPGA内部资源,而且加快了运算速度。 展开更多
关键词 浮点数据格式 booth编码 wallace树形结构 舍入方法
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基于FPGA的高速FIR数字滤波器的设计 被引量:5
16
作者 王心焕 《现代电子技术》 2007年第15期184-187,共4页
采用了分布式算法、Booth算法、Wallace树和超前进位加法器、进位选择加法器结构,以及流水线技术,基于FPGA进行了高速FIR数字滤波器的设计。以低通FIR数字滤波器为例,利用Matlab辅助滤波器设计并做了频谱特性的验证,在ISE软件上进行了... 采用了分布式算法、Booth算法、Wallace树和超前进位加法器、进位选择加法器结构,以及流水线技术,基于FPGA进行了高速FIR数字滤波器的设计。以低通FIR数字滤波器为例,利用Matlab辅助滤波器设计并做了频谱特性的验证,在ISE软件上进行了功能仿真、时序仿真和综合,并给出了综合的电路框图、资源使用情况以及最高工作频率。通过运用多种优秀的快速算法及流水线技术,可以打破FPGA中缺乏实现乘累加运算有效结构的缺点,实现高速FIR数字滤波器的设计,使FPGA在数字信号处理方面有长足发展。 展开更多
关键词 分布式算法 booth算法 wallace 超前进位加法器 进位选择加法器 流水线技术 ISE
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基于FPGA的流水线单精度浮点数乘法器设计 被引量:2
17
作者 彭章国 张征宇 +2 位作者 王学渊 赖瀚轩 茆骥 《微型机与应用》 2017年第4期74-77,83,共5页
针对现有的采用Booth算法与华莱士(Wallace)树结构设计的浮点乘法器运算速度慢、布局布线复杂等问题,设计了基于FPGA的流水线精度浮点数乘法器。该乘法器采用规则的Vedic算法结构,解决了布局布线复杂的问题;使用超前进位加法器(Carry Lo... 针对现有的采用Booth算法与华莱士(Wallace)树结构设计的浮点乘法器运算速度慢、布局布线复杂等问题,设计了基于FPGA的流水线精度浮点数乘法器。该乘法器采用规则的Vedic算法结构,解决了布局布线复杂的问题;使用超前进位加法器(Carry Look-ahead Adder,CLA)将部分积并行相加,以减少路径延迟;并通过优化的4级流水线结构处理,在Xilinx~ISE 14.7软件开发平台上通过了编译、综合及仿真验证。结果证明,在相同的硬件条件下,本文所设计的浮点乘法器与基4-Booth算法浮点乘法器消耗时钟数的比值约为两者消耗硬件资源比值的1.56倍。 展开更多
关键词 浮点乘法器 超前进位加法器 华莱士树 流水线结构 Vedic算法 booth算法
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16×16位带符号/无符号基于RTL级实现的可综合的高速乘法器 被引量:1
18
作者 石碧 程伟综 何晓雄 《电子工程师》 2003年第6期58-62,共5页
提出了一种综合使用改进后的Booth编码算法、Wallace树形结构、先行进位加法器 ,利用HDL进行RTL级的高速运算的乘法器的设计。它可以方便地应用于不同的工艺库。逻辑设计与工艺设计是互不相关的。设计的代码经过仿真和综合后表明 ,采用T... 提出了一种综合使用改进后的Booth编码算法、Wallace树形结构、先行进位加法器 ,利用HDL进行RTL级的高速运算的乘法器的设计。它可以方便地应用于不同的工艺库。逻辑设计与工艺设计是互不相关的。设计的代码经过仿真和综合后表明 ,采用TSMC 0 .18μm的工艺库在温度为 2 5℃ ,电源电压为 1.8V的情况下 ,最小延迟 (criticalpath)为 3.5ns,在时钟频率为 2 0 0MHz时 ,芯片面积为 2 6 2 77.0 95 7μm2 ,平均功耗为 7.12 3mW。 展开更多
关键词 booth编码 wallace树形结构 先行进位 加法器 乘法器 符号扩展位
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高性能乘加单元设计
19
作者 闵敬国 胡越黎 《计算机测量与控制》 CSCD 2005年第7期713-714,736,共3页
对高性能乘加单元的设计原理与方法进行了研究,采用改进的Booth算法设计乘法器,提出了一种新的实现这种算法的内部电路逻辑结构。采用这种结构设计MAC单元,大大提高了MAC单元的速度和性能。
关键词 改进的booth算法 华莱士树 超前进位加法器
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一种高速DSP中延迟优化的乘累加单元的设计与实现(英文)
20
作者 Sheraz Anjum 陈杰 李海军 《电子器件》 CAS 2007年第4期1375-1379,共5页
乘累加单元是任何数字信号处理器(DSP)数据通路中的一个关键部分.多年来,硬件工程师们一直倾注于其优化与改进.本文描述了一种速度优化的乘累加单元的设计与实现.本文的乘累加单元是为一种高速VLIW结构的DSP核设计,能够进行16×16+4... 乘累加单元是任何数字信号处理器(DSP)数据通路中的一个关键部分.多年来,硬件工程师们一直倾注于其优化与改进.本文描述了一种速度优化的乘累加单元的设计与实现.本文的乘累加单元是为一种高速VLIW结构的DSP核设计,能够进行16×16+40的无符号和带符号的二进制补码操作.在关键路径延迟上,本文的乘累加单元比其他任何使用相同或不同算数技术实现的乘累加单元都更优.本文的乘累加单元已成功使用于synopsys的工具,并与synopsys的Design Ware库中相同位宽的乘累加单元比较.比较结果表明,本文的乘累加单元比Design Ware库中的任何其他实现都要快,适合于在需要高吞吐率的DSP核中使用.注意:比较是在Design compiler中使用相同属性和开关下进行的. 展开更多
关键词 乘累加单元 改进的波兹编码 部分积 修整向量 wallace树压缩器 进位保留加法器 进位传播加法器
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