基于改进4-2压缩结构的32位浮点乘法器设计

本文介绍一种用于高性能DSP的32位浮点乘法器设计,通过采用改进Booth编码的树状4-2压缩器结构,提高了速度,降低了功耗,该乘法器结构规则且适合于VLSI实现,单个周期内完成一次24位整数乘或者32位浮点乘。整个设计采用Verilog HDL语言结构级描述,用0.25um单元库进行逻辑综合.完成一次乘法运算时间为24.30ns.     

基于改进4—2压缩结构的32位浮点乘法器设计

本文介绍一种用于高性能DSP的32位浮点乘法器设计,通过采用改进Booth编码的树状4-2压缩器结构,提高了速度,降低了功耗,该乘法器结构规则且适合于VLSI实现,单个周期内完成一次24位整数乘或者32位浮点乘。整个设计采用Verilog HDL语言结构级描述,用0.25um单元库进行逻辑综合.完成一次乘法运算时间为24.30ns.     

基于FPGA的32位并行乘法器的设计与实现

首先分析比较了几种典型的乘法器实现结构，然后采用树型组合方式，对其结构进行了优化，最后在FPGA上设计并实现了一个高性能的32位并行乘法器。     

基于Radix-4 Booth编码的乘法器优化设计

传统Radix-4 Booth编码在负值部分积生成过程中会产生大量求补操作,影响乘法器的工作效率。为此,提出一种重组部分积的乘法器优化设计。通过增加一个“或”门运算以及重组硬连线,避免求补过程中的加法运算,并且未产生多余的部分积。在32位乘法器上的验证结果表明,该设计能有效减小关键路径延迟和芯片面积消耗。     

高速32位伪随机数发生器电路设计

文章提出了一种实现32位伪随机发生器电路设计方案。该方案的关键是对产生伪随机数所需要的乘法器和模2n－1加法器的设计。针对所采用的伪随机数迭代函数的特殊性,提出了特定的32位×16位乘法器以及模231－1加法器实现方案,使电路的速度得以提高,规模得以减小。整个电路设计采用VHDL语言描述,并通过了逻辑仿真验证。文章同时介绍了一般乘法器以及并行前缀模2n－1加法器的设计原理。     

一种32位全定制高速乘法器设计

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 Design Ware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．     

一种高性能子字并行乘法器的设计与实现

提出了一种支持子字并行的乘法器体系结构,并完成了其VLSI设计与实现。该乘法器在16 bit阵列子字并行结构的基础上,扩展了有符号与无符号之间的混合操作,采用多周期合并技术,实现了32 bit宽度的子字并行,并支持子字模式的乘累加,同时采用流水线设计技术,能够在单周期内完成4个8×8、2个16×16或1个32×16的有符号/无符号乘法操作。0.18 μm的标准单元库的实现表明该乘法器既能减小面积又能提高主频,是硬件消耗和运算性能的较好折衷,非常适用于多媒体微处理器的设计。     

一种极低IO带宽需求的大维度矩阵链式矩阵乘法器设计

大维度矩阵乘法常采用子矩阵分块法实现,子矩阵的最大规模决定了整个矩阵乘法执行速度。针对经典脉动结构直接处理的矩阵规模受IO带宽限制严重的问题,提出了一种极低IO带宽需求的大维度矩阵链式乘法器结构,并完成了硬件设计实现与性能验证工作。主要工作如下:(1)优化了矩阵乘法的数据组织,实现输入矩阵规模与IO带宽无关,能够最大限度地利用器件内部逻辑和存储资源;(2)根据优化后数据组织形式设计了链式乘法器硬件,实现源数据计算和传输重叠操作;(3)增强乘法器对矩阵规模的适应性,所设计的链式乘法器可实时配置为多条独立链,并行多组运算;(4)在Xilinx C7V2000T FPGA芯片上完成不同种规模的链式乘法器硬件实现和性能测试工作,在该芯片上本文提出的链式乘法器最多支持800个运算单元,是经典脉动结构规模的8倍;在相同运算器个数下,本文提出的链式乘法器只使用经典脉动结构运算1/8的IO带宽即获得相等性能。     

VLIW处理器可重组乘法器单元设计

在VLIW多媒体芯片的设计过程中,针对传统乘法器与加法器的不足,提出了一种新的分叉华莱氏树结构的乘法器模型,采用可重用的模块化设计思想,通过重用一位全加器阵列对乘法器进行扩展,处理器可以在一个乘法器单元内部同时支持多个32/16/8位的乘法运算,同时使乘法单元的速度和面积均得以优化。仿真测试表明,新的乘法器结构可有效减少FFT、滤波等信号处理以及多媒体处理中常用算法的执行周期,提高了实际运行速度,进一步增强了VLIW处理器在多媒体与信号处理运算上的能力。     

基于SIMD部件的四倍精度浮点乘加器设计

如何减少四倍精度浮点运算的硬件开销和延迟是需要解决的重要问题。为减少四倍精度乘加器的硬件开销,基于支持64位×4的双精度浮点SIMD FMA部件,设计并实现了一种新的四倍精度浮点乘加器(QPFMA),来支持4种浮点乘加运算和乘法、加减法、比较运算,运算延迟为7拍。通过将四倍精度113位×113位尾数乘法器分解为4个57位×57位乘法器来共享双精度浮点SIMD FMA部件的53位×53位乘法器,显著减少了实现QPFMA的硬件开销。基于65nm工艺的逻辑综合结果表明,该QPFMA频率可达1.1GHz,面积是常规QPFMA设计的42.71％,仅与一个双精度浮点乘加器相当。与现有的QPFMA设计相比,相当工艺和频率下,其运算延迟减少了3拍,门数减少了65.96％。     

基于FPGA的乘法器实现结构分析与仿真

现场可编程门阵列(FPGA)的快速发展为数字信号处理(DSP)系统设计提供了一种新的解决方案，而乘法运算是DSP领域内的一种基本运算，应用极为广泛，对乘法运算基于FPGA的实现结构进行研究具有重要意义。本文分析乘法运算的特点，给出了几种适应FPGA实现的乘法器结构。并在Xilinx公司的ISE 4．1i软件环境下，采用VHDL和VIRELOG硬件描述语言进行了设计实现并对其性能进行了比较分析。     

FSATA乘法器的设计与实现

为了加快阵列乘法器的运算速度,降低延迟,提出了一种基于4选1多路选择器的乘法器设计方案。这种方案在每一步运算中同时处理两位操作数,使产生的部分积数量减少了一半,显著提高了乘法器的运算速度。FSATA乘法器采用VHDL语言进行编码,在Quartus上进行的仿真表明,相比于采用时序电路完成的设计,FSATA乘法器有更优的性能。     

基于ARMv4T架构指令集的乘法器设计*

针对硬件IP核的速度和面积两大性能指标,提出了基于可变执行周期的多周期乘法器设计思想,设计出一款适用于32位嵌入式微处理器的乘法器模块。该乘法器兼容ARMv4T架构的所有乘法指令,同时引入字节判断机制,可以根据操作数的特点在25个周期内执行完毕。采用Radix-4 Booth编码,只需两级压缩树进行部分积压缩。乘加运算的基址寄存器数据作为部分积进入压缩树,节约了一个单独的执行周期。实验结果表明,该设计占用芯片资源少,且结构简单高效。     

一个并行高速乘法器芯片的设计与实现

本文介绍了一种并行高速乘法器的设计原理与方法。该乘法器基于一片ＦＰＧＡ芯片实现，应用在通用数字神经处理芯片中，运作良好，工作主频可达３０ＭＨＺ，达到了预期的目标。同时，这个高速乘法器也可用作ＤＳＰ数字信号处理器的基本运算单元     

一种多功能阵列乘法器的设计方法

为了实现不同数制的乘法共享硬件资源,提出了一种可以实现基于IEEE754标准的64位双精度浮点与32位单精度浮点、32位整数和16位定点的多功能阵列乘法器的设计方法。采用超前进位加法和流水线技术实现乘法器性能的提高。设计了与TMS320C6701乘法指令兼容的乘法单元,仿真结果验证了设计方案的正确性。     

宽频二阶程控低通滤波器的设计

设计了一种宽频二阶程控低通滤波器.二阶低通滤波电路由模拟乘法器、电流反馈运算放大器、可编程电阻网络及电容构成,充分利用了模拟乘法器和电流反馈运算放大器的优点,并通过主控电路调节数模转换电路的输出电压和低通滤波电路可编程电阻网络的值,实现截止频率程控.该滤波器具有截止频率高、信号处理范围宽、速度高等特点.     

FSA乘法器的设计与实现

鉴于有限状态机对于具有逻辑顺序和时序规律的事件能有清晰的描述,对传统乘法器设计进行改进。提出一种快速、低功耗的FSA乘法器设计。该设计使用VHDL语言进行实现,并在QuartusⅡ上通过了仿真。仿真结果表明基于状态机的与基于逻辑电路的设计相比,在运算过程中产生的功耗以及运算速度上有较大的改善。     

一种适用于DVB-T系统的新型FFT处理器设计

针对地面数字视频广播(DVB-T)系统中高速FFT处理器的设计要求,提出了一种新的基16/8混合基算法及其实现结构。采用单个基16/8复用的蝶形运算单元顺序处理,并通过减少乘法器数目,有效降低了硬件消耗;运算单元内部采用“基4+基4/2”级联流水线方式,大大加快了运算速度;此外,应用对称乒乓RAM结构提高了蝶算单元的连续运算能力;并且使用改进的块浮点防溢出机制,以保证运算精度。仿真和实现结果表明该设计具有良好的性能,完全满足实际应用要求。     

基于改进的Booth编码和Wallace树的乘法器优化设计

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。     

RSA快速硬件实现研究

RSA加脱密可归结为对 memod N的运算 ,这种大数模幂乘运算可以用字长为 w( 2 w N)的乘法器以迭代的方式来实现 ,对于给定字长的乘法器 ,提高其吞吐速度的有效措施之一是采用流水线技术 .用传统的平行四边形乘法器实现大数模幂乘 ,存在两次迭代之间的数据相关问题 .降低数据相关所引起的时耗代价 ,对于提高时钟频率 ,从而提高乘法器的速度至关重要 .根据矩形乘法器原理设计的 RSA专用部件较好地解决了这一问题 ,HDL 模型的仿真验证了所做设计的正确性 .