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.     

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.     

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.     

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％。     

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。     

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。     

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

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TSMC0．18μm的工艺库在温度为25℃、电源电压为1．8V的情况下，最小延迟(critical path)为3．5ns，在时钟频率为200MHz时，芯片面积为26277．0957μm^2，平均功耗为7．123mW。     

采用Booth算法的16×16并行乘法器设计

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。     

高速Booth编码模（2^n—1）乘法器的设计

在余数系统中（2^n-1）是最普遍应用的模,提出了一种新的booth编码结构,并基于提出的booth编码结构,提出了一种高速模（2^n-1）乘法器．该乘法器采用CSA或者wallace Tree结构可以进一步提高运算速度．此乘法器在一个时钟周期内可以完成所需运算,简单高效．     

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.     

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.     

一种用于32位CPU的CPL流水线乘加器的设计

综合的32位乘加器需采用5段流水线才能满足CPU的设计指标，但这样会造成与CPU指令流水线不匹配，带来了控制复杂化。为解决这个问题，采用互补传输门逻辑(CPL)设计了用于32位CPU的高速乘加器，使其流水线段数从原来的5段缩减为与CPU指令流水线相匹配的3段，简化了控制、降低了功耗、节省了面积。     

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位浮点阵列乘法器的设计及算法比较

讨论了乘法器用于补码运算的几种算法。通过比较，发现改进型Booth算法是较为理想的算法。该算法在不考虑乘数和被乘数符号的情况下，都可以用统一的步骤来完成乘法运算，而立无需对乘积作任何修王，这极大地提高了乘法器的运算速度。结合改进型Booth算法，设计了一个高性能32位浮点阵列乘法器，它能在单个时钟周期内完成一次24位整数乘或32住浮点乘。该乘法器适于VLSI实现，巳被应用于DSP芯片设计之中。     

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。     

快速乘法器中高速4-2压缩器的设计

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0.25μm CMOS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压缩相比，文章的设计对提高乘法器速度减小面积是有效的。     

32位嵌入式定/浮点乘法器设计

文章提出一种RISC MCU中的32位嵌入式定／浮点乘法器的设计，用于完成32位定／浮点乘除法。利用一种新的改进型三阶Booth算法，并采取Wallace树结构及CSA加法器，与基于二阶Booth算法的设计相比，该乘法器运算速度提高了1／3以上。     

一种改进的模2~n-1乘法器

在余数系统中,2n-1是一种最普遍应用的模,文中提出一种改进方法来设计修改模2n-1 Booth乘法器.当n为偶数时,将比以往方法减少很多部分项.实验结果表明,新改进的乘法器与以前相比在面积上节省约9%,在时间延时上节省约2.4%.     

基于FPGA的高速双精度浮点乘法器设计

设计了一种基于FPGA的高速双精度浮点乘法器．采用了基4Booth算法产生部分积,然后用优化的Wal—lace树阵列结构完成对部分积的累加得到伪和和伪进位,进而对伪和和伪进位采用了部分和并行相加得到最后尾数结果．采用了优化的5级流水线结构的设计在CycloneIIEP2C35F672C6器件上经过综合后运行频率可达123．32MHz．在同等优化下,相比于AlteraIP核在调用DSP乘法资源情况下运行速度提高大约11％,相比于不调用DSP乘法资源情况下运行速度提高大约67％．