20×18位符号定点乘法器的FPGA实现

在数字信号处理中经常需要进行乘法运算,乘法器的设计对整个器件的性能有很大的影响,在此介绍20×18比特定点阵列乘法器的设计。采用基4-Booth算法和4—2压缩的方案,并采用先进的集成电路工艺,使用SMIC0．18μm标准单元库,提高了乘法器的速度,节省了器件。利用Xilinx FPGA（xc2vp70-6ff1517）对乘法器进行了综合仿真,完成一次乘法运算的时间为15．922ns,在减少乘法器器件的同时,提高了乘法器的速度,降低了器件的功耗。     

基于Booth算法的32位流水线型乘法器设计

为了减少乘法指令在保留站中的等待时间,设计了一款32位流水线型乘法器,该乘法器将应用于作者设计的一款超标量处理器中.该乘法器应用了改进型的booth编码算法,对部分积生成电路进行了优化,并采用了4-2压缩器与3-2压缩器相结合的Wallace树型结构对部分积进行压缩,最后再根据各级的延迟,在电路中插入了流水线寄存器,使其运算速度得到了提高.该乘法器使用GSMC 0.18μm工艺进行综合.经过仿真验证,该乘法器大大减少了在保留站中等待执行的乘法指令的完成时间,使每个时钟周期都有一条新的乘法指令被发送至乘法器进行运算.     

一种位级流水线乘法器的设计

本文提出一种位级流水线乘法器的设计方法。在算法上考虑了无符号数与符号数各种组态的乘法运算;采用并行的半脉动阵列结构,节省了大量寄存器;使用带寄存的多米诺电路型式,减少了器件数、提高了速度并降低了功耗。按这种方法设计的8×8乘法器所需器件数少于3000个,采用2μmCMOS工艺可以达到100MHz以上的流水线工作频率。     

基于CORDIC的一种高速实时定点FFT的FPGA实现

本文论述了一种利用CORDIC算法在FPGA上实现高速实时定点FFF的设计方案。利用CORDIC算法来实现复数乘法，与使用乘法器相比降低了系统的资源占用率，提高了系统速度[1]。设计基于基4时序抽取FFT算法，采用双端口内置RAM和流水线串行工作方式。本设计针对256点、24位长数据进行运算，在XilnxSpartan2E系列的xc2s300e器件下载验证通过，完成一次运算约为12μs，可运用于高速DSP、数字签名算法等对速度要求高的领域。     

一种宽输入范围CMOS模拟乘法器的优化设计

设计了一种基于CMOS工艺设计的宽输入范围的Gilbert单元乘法器.通过在乘法器的输入端加入有源衰减器和电位平移电路,增大了乘法器的输入范围(±4 V).该乘法器采用TSMC 0.35 μm的CMOS工艺进行设计,并用HSpice仿真器对电路进行了仿真,得到了电源电压为±4 V,以及线性电压输入范围为±4 V时,非线性误差小于1.0%,乘法运算误差小于0.3%,x输入端的-3 dB带宽为470 MHz,y输入端的-3 dB带宽为4.20 GHz的良好结果,整个乘法器电路的功耗为2.82 mW.     

高速浮点运算单元的FPGA实现

运用流水线技术对单精度浮点乘法和加法运算单元进行了优化设计。浮点加法器采用了改进的双路径结构,重点对移位单元和前导1检测单元的结构进行了优化。浮点乘法器在对被乘数进行Booth编码后,采用改进的4-2压缩器构成Wallace树,在简化逻辑的同时,提高了系统的吞吐率。经过仿真验证,在Virtex-4系列FPGA（现场可编程门阵列）上,浮点加法器的最高运行速率达到405MHz,浮点乘法器的最高运行速率达到429MHz。     

32位单精度浮点乘法器的FPGA实现

采用Verilog HDL语言,在FPGA上实现了32位单精度浮点乘法器的设计,通过采用改进型Booth算法和Wallace树结构,提高了乘法器的速度.本文使用Altera Quartus II 4.1 仿真软件,采用的器件是EPF10K100EQ240-1,对乘法器进行了波形仿真,并采用0.5 CMOS工艺进行逻辑综合.     

CMOS四象限乘法器的精确设计

本文提出了一种新型CMOS四象限乘法器,它基于MOSFET的电流-电压平方律模型,采用电压比例电路及四管单元乘法电路使乘法器能精确完成乘法运算。该乘法器的电路结构简单、精确度高及实现四象限相乘的特点,使之在CMOS通信集成电路,信号处理及运算电子系统中有广阔的应用前景。文中对电路的结构进行了详细分析和设计,并给出了HSPICE-Ⅱ模拟结果。     

DSP专用高速乘法器的设计

介绍了一种DSP专用高速乘法器的设计方法.该乘法器采用了最优化Booth编码算法,降低了部分乘积的数目,采用Wallace Tree最优化的演算法和快速超前进位加法器来进一步提高电路的运算速度.该乘法器在一个时钟周期内可以完成16位有符号/无符号二进制数乘法运算和复乘运算,在slow corner下最高频率可达220MHz以上.本乘法器是一DSP内核的专用乘法单元,整个设计简单高效.     

指纹识别专用集成电路中乘法器模块的设计

介绍了一种用于指纹识别专用集成电路(ASIC)的乘法器模块的设计.该乘法器模块能够处理32位的有符号数、无符号数的乘法和乘加运算.电路采用基-4的Booth编码以及改进型压缩器阵列结构.采用提出的迭代和阵列结合的结构算法,可节省芯片面积30%,提高工作频率24%.模块电路在TSMC 0.25 μm工艺上实现.该乘法器模块易于移植到其他数字处理系统.     

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。     

基于改进的布斯算法FPGA嵌入式18×18乘法器

设计了一款嵌入FPGA的乘法器,该乘法器能够满足两个18b有符号或17b无符号数的乘法运算。该设计基于改进的布斯算法,提出了一种新的布斯译码和部分积结构,并对9-2压缩树和超前进位加法器进行了优化。该乘法器采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,其关键路径延迟为3.46ns。     

一种快速有限域乘法器结构及其VLSI实现

提出了一种快速有限域乘法器结构.将多项式被乘数与乘数各自平分成两个子多项式,并使用数字乘法结构计算这些子多项式的乘积.通过改变数字乘法结构的数字大小D,来均衡乘法器性能和实现复杂度.为了简化模不可约多项式f(x)运算,采用特殊多项式AOP(all one polynomials)和三项式,产生有限域GF(2m).这种乘法器与LSD乘法器相比,在数字大小D相同时,可将运算速度提高1倍.这种乘法器结构适合高安全度密码算法的VLSI设计.     

一款基于MVR-CORDIC的高速64点基-4FFT处理器

文中设计了一款64点基-4FFT处理器,用改进的CORDIC （MVR-CORDIC）处理单元代替常规FFT处理器中的复数乘法器,改进的CORDIC处理单元在保证SQNR性能下,仅用极少次数的移位加法运算即可完成一次复数乘法,缩减了完成一次基本蝶形运算的时间并减小了面积开销。该FFT处理器结构采用两块独立的RAM,并对中间数据作“乒-乓”式存储操作以节省数据存储时间,从而提高完成一次FFT运算的速度。所设计的FFT处理器通过FPGA进行验证,结果表明平均完成一次64点FFT运算仅需要不到1μs。     

基于FPGA技术的GF(2m)域乘法器的研究和设计

椭圆曲线密码体制以其密钥短、安全强度高的优点获得了广泛的重视和应用,而GF(2m)有限域乘法运算是该密码体制最主要的运算.本文研究了基于FPGA芯片的多项式基乘法器的快速设计方法,并给出了面积与速度的比较和分析.     

基本电子电路

TN7022007061054基于VHDL语言的有限域正则基乘法器设计/李月乔(华北电力大学电气与电子工程学院)//电讯技术.―2006,46(6).―63～66.有限域的运算已经广泛应用于Reed-Solomon码、存储领域和各种加密算法中。乘法运算是其中最复杂的一种运算,有限域中的元素可以用各种基表示。文中在给出有限域元素自然基下的表示方法的基础上,推导出了域元素正则基下的表示方法,并给出了正则基下域元素的乘法运算,编写了乘法器的VHDL模型。用XILINX公司的ISE5.2软件对电路模型进行了仿真,结果表明乘法器的运算结果完全正确。图1表2参5TN702200706…     

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modelsimXEIl5．6a仿真软件进行了波形仿真，并用synplify／synplify pro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。     

大整数乘法器的FPGA设计与实现

大整数乘法是公钥加密中最为核心的计算环节,实现运算快速的大数乘法单元是RSA, ElGamal,全同态等密码体制中急需解决的问题之一。针对全同态加密(FHE)应用需求,该文提出一种基于Sch?nhage-Strassen算法(SSA)的768 kbit大整数乘法器硬件架构。采用并行架构实现了其关键模块64k点有限域快速数论变换(NTT)的运算,并主要采用加法和移位操作以保证并行处理的最大化,有效提高了处理速度。该大整数乘法器在Stratix-V FPGA上进行了硬件验证,通过与CPU上使用数论库(NTL)和GMP库实现的大整数乘法运算结果对比,验证了该文设计方法的正确性和有效性。实验结果表明,该方法实现的大整数乘法器运算时间比CPU平台上的运算大约有8倍的加速。     

并行行旁路乘法器的设计与实现

为了进一步降低乘法器运算过程中的延迟,减少功耗,在行旁路乘法器的基础上进一步优化,提出一种并行行旁路(PRB)乘法器,并用有限状态机进行了实现.在行旁路的基础上,通过对乘数进行重新编码并行输出部分积,使乘法运算中产生的部分积数量减少,提高运算速度;利用有限状态机实现PRB乘法器,有效减少了电路中逻辑元件的数量,降低了功耗.在Quartus平台上进行的仿真表明PRB乘法器在整体性能上有较大的改善.     

基于约束数据捆绑两相握手协议的8位异步Booth乘法器设计

以乘法器为代表的算术运算单元是现代数字系统的核心之一,其计算速度在很大程度上影响整个芯片的运算效率.本论文提出了一种改进的Booth乘法算法,其核心思想是先移位、再压缩,最后求和,减少了各模块间的耦合性,有利于控制电路的简化.本论文依据纯异步电路系统的设计方法,采用"约束数据捆绑"两相握手通讯协议的Click微流水线,根据控制和数据处理分离的策略,实现了这种改进算法的8位乘法器,并在FPGA上进行了验证.在45nm工艺制程的FPGA条件下,与相同体系结构的同步乘法器相比,这种异步乘法器在面积和功耗大体相同的情况下,运算速度大体提升超过12倍.