32位RISC-V处理器中乘法器的优化设计

针对32位RISC-V"蜂鸟E203"处理器的乘法器部分积压缩延时较大的问题,该文改进5-2压缩器,提出一种由新型5-2压缩器和4-2压缩器相结合的Wallace树形压缩结构,压缩基4 Booth编码产生的部分积,提高部分积压缩的压缩效率,优化设计出一种改进的32位有/无符号乘法器,减少乘法指令执行周期和乘法器关键路径...     

基于优化电路的高性能乘法器设计

为了提高二进制乘法器的速度并降低其功耗,在乘法器的部分积产生模块采用了改进的基4Booth编码和部分积产生电路并在部分积压缩模块应用了7∶3压缩器电路,设计并实现了一种高性能的33×28二进制乘法器.在TSMC 90 nm工艺和0.9 V工作电压下,仿真结果与Synopsys公司module compiler生成的乘法器相比,部分积产生电路速度提高34%,7∶3压缩器和其他压缩器的结合使用减少了约一级全加器的延时,整体乘法器速度提高约17.7%.     

基于Booth\CSD混合编码的模 乘法器的设计

在余数系统的设计中,模加法器和模乘法器的设计处于核心地位,尤其是模乘法器的性能,是衡量余数系统系能的主要标志之一。文中先推导出Booth编码下的模 乘法器设计的算法,然后针对Booth编码模乘法器设计中译码电路复杂的问题,提出了一种基于Booth/ CSD混合编码的模乘法器设计方法,基于Booth/CSD编码的模乘法器部分积的位宽相对传统的Booth编码乘法器而言,减少了50%;经试验证明,与传统的基-Booth编码的模乘法器相比这种混合编码的模乘法器的速度提高了5%,面积减少24.7%。     

16×16快速乘法器的设计与实现

为得到高性能的乘法器,本设计通过改进的Booth算法产生部分积,用一种Wallace树结构压缩部分积,并使用减少符号位填充和减少尾部0填充两种方法有效地减小了部分积压缩器的面积,最终通过超前进位加法器组得到乘积结果.采用SMIC0.18μm工艺库,由DC(DesignCompiler)综合,时间延迟可达到4.62ns,面积为23837μm2.     

基于Booth\CSD混合编码的模2~n+1乘法器的设计

在余数系统的设计中,模加法器和模乘法器的设计处于核心地位,尤其是模乘法器的性能,是衡量余数系统系能的主要标志之一。文中先推导出Booth编码下的模2n+1乘法器设计的算法,然后针对Booth编码模乘法器设计中译码电路复杂的问题,提出了一种基于Booth/CSD混合编码的模乘法器设计方法,基于Booth/CSD编码的模乘法器部分积的位宽相对传统的Booth编码乘法器而言,减少了50%;经试验证明,与传统的基-Booth编码的模乘法器相比这种混合编码的模乘法器的速度提高了5%,面积减少24.7%。     

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。     

一种基于静态分段补偿的近似乘法器设计北大核心

提出了一种基于静态分段补偿方法的近似乘法器。通过基于静态分段方法的Booth编码方法生成部分积阵列，并对生成的部分积阵列进行误差补偿优化以及近似压缩，以实现硬件性能和精度的折中。仿真结果显示，相比于综合工具生成的全精度乘法器，本设计在保持了较高精度水平的前提下，面积和功耗优化的比例达到了36.96%和35.95%。在图片边缘检测应用中，设计的峰值信噪比和结构相似性指标分别为26.10和98%,可见本设计在降低硬件资源消耗的同时，应用效果接近全精度乘法器。     

一种FFT蝶形处理器中的乘法器实现

讨论了一种FFT结构中乘法器实现。该结构采用基于流水线结构和快速并行乘法器的蝶形处理器。乘法器采用改进的Booth算法,简化了部分积符号扩展,使用改进的Wallace树型和4-2压缩器对部分积归约。以8点复点FFT为实例设计相应的控制电路。使用VHDL语言完成设计,并综合到FPGA中。     

一种43位浮点乘法器的设计

设计了一个应用于FFT(快速傅里叶变换)系统的43位浮点乘法器.该乘法器采用一种先进的MBA(modified Booth algorithm)编码与部分积产生技术以及一种优良的折中压缩结构,使用了平方根进位选择加法器,同时,还运用了一种方法使得最终求和、舍入和规格化同时完成,提高了运算速度.采用四级流水线,使用FPGA进行验证,采用0.18μm标准单元库综合实现,系统时钟频率可达184.4MHz.     

32×32高速乘法器的设计与实现

设计并实现了一种32×32高速乘法器.本设计通过改进的基4 Booth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Vetilog HDL进行了结构级描述,用SIMC 0.18μm标准单元库进行逻辑综合.时间延迟为4.34 ns,系统时钟频率可达230 MHz.     

一种支持无符号数的流水线乘法器

文章介绍了一种32×32位的乘法器设计方案。该乘法器采用了改进的Booth算法,增加对无符号数乘法的支持,简化了部分积的符号扩展,使电路结构简洁清晰;使用(4,2)计数器实现Wallace树提高了部分积的归约性能;应用了流水线技术并且具有完整的控制接口。该设计综合考虑了一个高性能通用CPU对定点乘法的要求,作为某CPU定点部件的一部分,在FPGA和ASIC上得到验证。     

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。     

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。     

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.     

一种高压缩Wallace树的快速乘法器设计

介绍了一种32位有符号/无符号乘法器.该乘法器采用改进的Booth编码减少了部分积个数,并通过符号扩展的优化,减少中间资源消耗,对部分积进行统一的符号操作,简化了程序设计的复杂性.采用了7:2压缩结构的Wallace树及64位Brent Kung树结构超前进位加法器,有效地提高了乘法器计算速度.整个设计采用Verilog语言编写,通过Modelsim仿真验证设计功能的正确性.采用Synopsys的Design Compiler进行基于SMIC的0.18微米标准库的综合并得到性能参数.     

67×67位乘法器的改进四阶Booth算法实现

针对67×67位乘法器,提出并实现新型的设计方法.先提出改进的四阶Booth算法,对乘数编码,以减少部分积的数目,提高压缩速度和减少面积,再研究优化和分配方法,对部分积和进位信号以及一个134位的补偿向量进行优化分配,并对部分积压缩,最后研究K-S加法器的改进方法,求和以实现134位乘积.采用TSMC的0.18μm工艺库,Synopsys的Design compiler工具和Altera的Quautus4.2工具分析结果表明,基于本文方法实现的电路比DesignWare自带的乘法器实现的电路相比,性能总体占优.     

一种可嵌入MCU的8位高速乘法器的设计

介绍了一种可嵌入微控制器的8位乘法器的设计.采用基4 Booth算法产生部分积,用一种改进的压缩阵列结构压缩部分积;同时,采用一种减少符号扩展的技术,优化压缩结构的面积,最终对压缩的数据采用超前进位加法器求和电路得到乘积.整个设计采用Verilog HDL进行结构级描述,基于SMIC 0.18 μm标准单元库,由Synopsys的DC进行逻辑综合.结果显示,设计的乘法器电路时间延迟为5.31 ns,系统时钟频率达188 MHz.     

一种16×16位高速低功耗流水线乘法器的设计

提出了一种16×16位的高速低功耗流水线乘法器的设计。乘法器结构采用Booth编码和Wallace树,全加器单元是一种新型的准多米诺逻辑,其性能较普通CMOS逻辑全加器有很大改善。使用0.5μmCMOS工艺模型,HSPICE模拟结果表明,在频率为150MHz条件下,电源电压3.0V,其平均功耗为11.74mW,延迟为6.5ns。     

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.     

一种结构新颖的流水线Booth乘法器设计

在对传统Booth乘法器研究的基础上,介绍了一种结构新颖的流水线型布什(Booth)乘法器。使用基-4 Booth编码、华莱士树(Wallace Tree)压缩结构、64位Kogge-Stone前缀加法器实现,并在分段实现的64位Kogge-Stone前缀加法器中插入4级流水线寄存器,实现32 t×32 bit无符号和有符号数快速乘法。用硬件描述语言设计该乘法器,使用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)进行验证,并采用SMIC 0.18 μm CMOS标准单元工艺对该乘法器进行综合。综合结果表明,电路的关键路径延时为3.6 ns,芯片面积＜0.134 mm,功耗＜32.69 mW。