基于新型部分积生成器和提前压缩器的乘法器设计

为了提高乘法器性能,采用基4 Booth编码算法设计Booth编码器,使用华莱士树压缩结构设计16 bit有符号数乘法器;针对部分积生成的复杂过程提出一种新的部分积生成器,同时进行部分积的产生与选择,提高了部分积生成效率;针对压缩过程中的资源浪费,提出一种部分积提前压缩器,将某几位部分积在进入压缩树之前进行合并,减少了压缩单元的使用。基于28 nm工艺对乘法器进行逻辑综合,关键路径延时为0.77 ns,总面积为937.3μm²,功耗为935.71μW,能够较好地提升乘法器的面积利用率和运算性能。     

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.     

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.     

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16位定点DSP的并行乘法器的设计

设计了一种用于1 6位定点DSP中的片内乘法器.该乘法器采用了改进型Booth算法,使用CSA构成的乘法器阵列,并采用跳跃进位加法器实现进位传递,该设计具有可扩展性,并提出了更高位扩展时应改进型方向.设计时综合考虑了高性能定点DSP对乘法器在面积和速度上的要求,具有极其规整的布局布线.     

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.     

基于FPGA的WALLACE TREE乘法器设计

为了使基于FPGA设计的信号处理系统具有更高运行速度和具有更优化的电路版图布局布线,提出了一种适用于FPGA结构的改进型WALLACE TREE架构乘法器。首先讨论了基于标准单元3∶2压缩器的改进型6∶4压缩器,根据FPGA中slice的结构特点通过在FPGA Editer软件工具编辑,对该压缩器进行逻辑优化,将其应用于FPGA的基本单元slice结构中。并对乘法器的其他部分结构优化整合,实现一个资源和性能达到合理平衡,且易于在FPGA中实现的乘法器。实际运行结果表明,该乘法器的关键路径延时小于8.4 ns,使乘法器时钟频率和系统性能都得到很大提高。     

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％．     

高性能乘加单元的设计

设计了一个16位的高性能乘法累加单元,该电路能在单周期同时完成有符号与无符号整数的乘加、乘减运算,并且具有饱和运算功能.乘加单元采用改进的Booth编码乘法;把补码取反后加1的运算作为一个部分积,把累加数作为一个部分积,符号扩展位缩减后得到的补偿值为常数;部分积累加部分采用4-2压缩器;进位传递加法采用Brent-Kung加法,使结构对称紧凑.乘法累加单元采用hhnec 0.25 μm工艺实现,关键路径延时为4 ns.     

基于忆阻器的乘法器电路设计

忆阻器作为一种非易失性的新型电路元件,在数字逻辑电路中具有良好的应用前景。目前,基于忆阻器的逻辑电路主要涉及全加器、乘法器以及异或(XOR)和同或(XNOR)门等研究,其中对于忆阻乘法器的研究仍比较少。该文采用两种不同方式来设计基于忆阻器的2位二进制乘法器电路。一种是利用改进的“异或”及“与”多功能逻辑模块,设计了一个2位二进制乘法器电路,另一种是结合新型的比例逻辑,即由一个忆阻器和一个NMOS管构成的单元门电路设计了一个2位二进制乘法器。对于所设计的两种乘法器进行了比较,并通过LTSPICS仿真进行验证。该文所设计的乘法器仅使用了2个N型金属-氧化物-半导体(NMOS)以及18个忆阻器(另一种为6个NMOS和28个忆阻器),相比于过去的忆阻乘法器,减少了大量晶体管的使用。     

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。     

Design and analysis of a compact fast parallel multiplier for high speed DSP applications using novel partial product generator and 4 : 2 compressor

Parallel multiplier is one of the most important building blocks in all the DSP processors, which needs faster computations. To reduce the total transistor count in a multiplier we have proposed two new approaches. The first approach is using a 26 transistor booth encoder and a 8-transistor/partial-product booth selector to generate partial products. The second approach proposes a new circuit for 4 : 2 compressors. The booth encoder and booth selector reported here are the smallest in transistor count, but comparable to the best delay with less power consumption. This paper describes a comparison of a compact 16 × 16 parallel multiplier using the new circuit components. This shows a transistor count advantage of 27% and 52% in partial product generation and partial product accumulation, respectively.     

高速MAC单元的设计

本文介绍一个高性能的17位乘17位加40位的乘加单元(MAC)的设计，通过将被加数作为乘法器的一个部分积参与到部分积加法阵列中来完成整个乘加运算，大幅度地提高了MAC单元的性能，在乘法器的设计中采用了改进的Booth编码技术，并且通过添加特定的部分积来避免部分积的符号位扩展和部分积产生单元中的加法操作，缩短了乘法器中关键路径的长度，最后利用HDL对设计进行描述，结合ASIC工艺库进行了综合以及资源和时延分析。     

基于新型压缩树的近似Booth乘法器

随着大数据、云计算、物联网等技术的兴起,终端设备在硬件开销和供电方面面临巨大挑战,对于新型高效低功耗运算单元的需求日益迫切。针对运算单元功耗高的问题,提出了一种新型高效低功耗的近似Booth乘法器,可应用于图像处理、多媒体处理、模式识别等可容错应用领域。实验结果表明,与已有乘法器相比,所提出的近似Booth乘法器在功耗和延时方面分别降低了19.3%和28.6%,在面积方面节省了29.0%。同时,所提出的近似Booth乘法器的运算精度也具备一定的优势。最后,在高斯滤波的应用中验证了所提出的近似Booth乘法器的实用性。     

高性能累积乘法单元的设计

叙述了 32× 32位符号数 无符号数累积乘法单元的设计。该累积乘法单元可实现 32× 32位、 32× 16位和 16× 16位符号数 无符号数相乘 ,分别需要 2个、 1个、 1个时钟周期。由于乘法器的设计中采用了修正的布斯 (booth)算法、符号数 无符号数处理机制、符号扩展处理电路以及特殊的部分积累加模块 ,所以乘法器的速度得到很大的提高 ,仅仅相当于 6个或非门的延迟