高性能64位并行乘法器的VLSI結(jié)構(gòu)研究和實(shí)現(xiàn).pdf

1、高性能數(shù)字乘法器是現(xiàn)代中央處理器和數(shù)字信號(hào)處理器中的重要部件,是完成高性能實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理和圖像處理的關(guān)鍵所在.過(guò)去的十年中,研究者擴(kuò)展了Booth編碼算法的空間,以傳輸管邏輯、多路選擇器和動(dòng)態(tài)技術(shù)為基礎(chǔ)的各種電路實(shí)現(xiàn)方法持續(xù)刷新著高性能乘法器的實(shí)現(xiàn)記錄.與此同時(shí),與物理實(shí)現(xiàn)緊密相關(guān)的乘法器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究也碩果累累.但不斷提高的高性能運(yùn)算需求使得高性能乘法器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)仍然是當(dāng)前的熱門話題.該文在全面研究乘法器Booth編碼算法,乘法器

2、部分積壓縮拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和高速求和等數(shù)字乘法器算法的基礎(chǔ)上,分析比較了數(shù)字乘法器各部分CMOS超大規(guī)模集成電路的實(shí)現(xiàn)方法,并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)高性能的64位并行乘法器,基于特征向量和大量隨機(jī)測(cè)試的驗(yàn)證方法保證了設(shè)計(jì)的邏輯正確.該文主要貢獻(xiàn)包括:(1)基于中芯國(guó)際0.18μm 1.8V數(shù)字CMOS工藝,和傳輸門邏輯雙軌多路選擇器,以定制技術(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)高性能的64位并行乘法器.其晶體管數(shù)為119520個(gè),版圖面積1.02×1.02mm<'2>,版圖

3、實(shí)現(xiàn)后仿真結(jié)果顯示該文實(shí)現(xiàn)的乘法器延時(shí)為2.82ns.(2)提出了一種新的Booth解碼算法和部分積選擇方法.該方法基于符號(hào)選擇技術(shù),將Booth解碼和部分積選擇并行起來(lái),同時(shí)獲得了符號(hào)選擇技術(shù)帶來(lái)的硬件資源的節(jié)省和并行技術(shù)的高速度.與具有代表性的Inoue的乘法器相比,該文提出的方法關(guān)鍵路徑晶體管延時(shí)降低25﹪;與最近的Cho的乘法器相比,能節(jié)省33﹪的硬件資源.(3)提出了非對(duì)稱驅(qū)動(dòng)技術(shù)和壓縮提前技術(shù),并用于64位乘法器的設(shè)計(jì),節(jié)省