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。     

高速可重组16×16乘法器的设计

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，简化了部分乘积的符号扩展，采用Wallace Tree最优化的演算法、流水操作和超前进位加法器来进一步提高电路的运算速度。该乘法器可以作为嵌入式CPU内核和DSP内核的乘法单元，整个设计用VHDL语言实现。     

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.     

高速可重组16×16乘法器的设计

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,简化了部分乘积的符号扩展,采用WallaceTree最优化的演算法、流水操作和超前进位加法器来进一步提高电路的运算速度。该乘法器可以作为嵌入式CPU内核和DSP内核的乘法单元,整个设计用VHDL语言实现。     

一种高速低功耗可重构流水线乘法器

文章针对在语音、视频等多媒体信号处理中出现的可变速率信号，设计了一种新型的高速低功耗可重构流水线乘法器电路，该电路可通过改变流水级数使运算频率与待处理的信号频率相匹配，明显地降低了功耗、提高了效率。并在0．25μm CMOS工艺条件下对该电路性能进行了仿真、分析、比较。在保证最大频率为1．04GHz的高运算速度情况下，最多可节约电路功耗36％。     

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.     

基于高速流水线乘加器的FIR滤波器设计

本文介绍了一种有限冲击响应(FIR)滤波器的设计,其核心部分采用12×12位流水线乘加单元(MAC)实现。乘加结构中采用非重叠多位编码产生部分积,结合进位保留加法(CSA)阵列,通过超前进位加法器(CLA)累加产生最终结果。采用VHDL对FIR滤波器进行了描述,并在FPGA中进行了综合验证。     

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。     

一种采用改进Domiono加法器的高速流水线乘法器

乘法器是数字信号处理系统中的关键。流水线乘法顺可以较小的代价获得较高的平均速度。本文给出了流水线乘法器的结构；提出了两种改进型Domino加法器电路；对改进型电路作了分析和模拟。模拟结果表明，采用新的改进剂Domino电路后，流水线乘法器的速度可以显著提高。     

一种采用低阈值技术实现的高速模数转换器

在0.35 μm标准CMOS工艺下实现了一款采用低阈值技术的高速流水线模数转换器。该转换器包括采样保持电路、流水线ADC核、时钟电路和基准电路。相比于传统电路,该模数转换器中采样保持电路的放大器采用了低阈值设计技术。其优势在于,在特定工艺下,通过低阈值器件补偿放大器可实现高增益带宽,提高了模数转换器的速度。同时,设计了一种全新的保护电路,可有效保证电路的正常工作。采用一种独特的偏置电路设计技术,不仅能够优化跨导放大器的增益和带宽,还可以调节MOS器件工作状态。转换器采用4 bit+8×1.5 bit+3 bit的十级流水线架构,实现了14位精度的模数转换功能。在5 V电源100 MHz时钟下,仿真结果表明,SINAD为74.76 dB,SFDR为87.63 dBc,面积为5 mm×5 mm。     

一种适用于高速高精度流水线ADC的放大器

本文提出了一种新颖的放大器结构.它由两部分组成:前面为跨导放大器,后面则是由电阻反馈形成的跨阻放大器,两种放大器的组合构成了具有高输入阻抗、低输出阻抗的电压放大器.与普通放大器不同的是,在我们设计的工作条件下,它输出端的极点几乎不受负载电容的影响.用该放大器作为预放大级,驱动一单级主放大器所构成的两级运放在负载电容为4pf的情况下实现了超过1GHz的增益带宽积,瞬态分析的结果表明它可以在10ns内达到0.01%的精度(闭环增益为8),而功耗仅有25mW,远低于同性能其他结构的放大器,非常适合作为高速高精度流水线模数转换器中的首级余量放大器使用.     

一种基于时间交织流水线架构的高速ADC设计

伴随着宽带雷达系统的发展,信号带宽越来越大,从而对模数转换器(ADC)的转换速度要求也越来越高。为满足宽带系统需求,需要ADC能够在数百兆甚至上GHz转换速度下实现较高精度的数据转换,这对ADC芯片设计提出了很高的要求。基于0.18 μm BiCMOS 工艺,设计了一种时间交织流水线架构的超高速ADC,前端采用一个超高速高精度跟踪保持器,转换核心采用四路并行流水线时域交织工作,内部集成多相位时钟控制电路。实测结果表明:该ADC芯片在800 MS/s 速度下性能良好,部分通道最高工作速度可达1.2 GS/s。     

采用神经MOS晶体管的低压四象限模拟乘法器的设计

神经 MOS晶体管是最近几年才发明出来的一种高功能度的器件。本文以新开发的神经MOS晶体管的 SPICE宏模型为模拟和验证的工具 ,讨论了采用这种器件实现低压四象限模拟乘法器的系统化设计思想和方法。基于这种设计思想和方法 ,设计了一种大输入范围的低压(± 1 .5V)四象限模拟乘法器电路 ,给出的模拟结果验证了理论分析。     

FPGA中专用可重构乘法器的设计

提出了一种新的嵌入在FPGA中可重构的流水线乘法器设计. 该设计采用了改进的波茨编码算法,可以实现18×18有符号乘法或17×17无符号乘法. 还提出了一种新的电路优化方法来减少部分积的数目,并且提出了一种新的乘法器版图布局,以便适应tile-based FPGA 芯片设计所加的约束. 该乘法器可以配置成同步或异步模式,也可以配置成带流水线的模式以满足高频操作. 该设计很容易扩展成不同的输入和输出位宽. 同时提出了一种新的超前进位加法器电路来产生最后的结果. 采用了传输门逻辑来实现整个乘法器. 乘法器采用了中芯国际0.13μm CMOS工艺来实现,完成18×18的乘法操作需要4.1ns. 全部使用2级的流水线时,时钟周期可以达到2.5ns. 这比商用乘法器快29.1%,比其他乘法器快17.5%. 与传统的基于查找表的乘法器相比,该乘法器的面积为传统乘法器面积的1/32.     

FPGA中专用可重构乘法器的设计

提出了一种新的嵌入在FPGA中可重构的流水线乘法器设计.该设计采用了改进的波茨编码算法,可以实现18×18有符号乘法或17×17无符号乘法.还提出了一种新的电路优化方法来减少部分积的数目,并且提出了一种新的乘法器版图布局,以便适应tilebased FPGA芯片设计所加的约束.该乘法器可以配置成同步或异步模式,也町以配置成带流水线的模式以满足高频操作.该设计很容易扩展成不同的输入和输出位宽.同时提出了一种新的超前进位加法器电路来产生最后的结果.采用了传输门逻辑来实现整个乘法器.乘法器采用了中芯国际0.13μm CMOS工艺来实现,完成18×18的乘法操作需要4.1ns.全部使用2级的流水线时,时钟周期可以达到2.5ns.这比商用乘法器快29.1%,比其他乘法器快17.5%.与传统的基于查找表的乘法器相比,该乘法器的面积为传统乘法器面积的1/32.     

一种8位100 MS/s的低功耗流水线型ADC

基于0.35 μm CMOS工艺,设计并制作了一种低功耗流水线型ADC。分析了ADC结构对功耗的影响,采用1.5位/级的流水线结构来最小化功耗,并提升速度。为进一步降低功耗,设计了一种不带补偿并可调节相位裕度的共源共栅跨导放大器(OTA)和改进的比较器。测试结果显示,该ADC在3 V电源电压、100 MS/s采样速率下,功耗为65 mW,面积为0.73 mm²,在模拟输入频率为70.1 MHz和141 MHz下的无杂散动态范围(SFDR)分别为59.8 dBc和56.5 dBc。该ADC可应用于需要欠采样的通信系统中。     

43位浮点流水线乘法器的设计

提出一种浮点流水线乘法器IP芯核。该乘法器采用改进的三阶Booth算法减少部分积数目,提出了一种压缩器混用的Wallace树结构压缩阵列,并对关键路径中的5-2压缩器、4—2压缩器和64位CLA加法器进行了优化设计,有效降低了乘法器的延时和面积。经FPGA仿真验证表明,该乘法器运算能力比Altera公司近期提供的同类乘法器单元快15．4％。     

基于绝热逻辑的低功耗乘法器电路设计

基于绝热开关理论的能量回收逻辑与传统的静态CMOS逻辑相比,能够大大减少电路的功率消耗。这里介绍了一种使用单相正弦电源时钟的能量回收逻辑,分别用静态CMOS逻辑和这种能量回收逻辑设计,并仿真了一个两位乘法器电路,比较了这两种电路的性能。研究表明,采用能量回收逻辑设计的乘法器显著降低了电路的功率消耗。