基于约束数据捆绑两相握手协议的8位异步Booth乘法器设计

sugarbabysu

摘要:以乘法器为代表的算术运算单元是现代数字系统的核心之一,其计算速度在很大程度上影响整个芯片的运算效率.本论文提出了一种改进的Booth乘法算法,其核心思想是先移位、再压缩,最后求和,减少了各模块间的耦合性,有利于控制电路的简化.本论文依据纯异步电路系统的设计方法,采用“约束数据捆绑”两相握手通讯协议的Click 微流水线,根据控制和数据处理分离的策略,实现了这种改进算法的8位乘法器,并在FPGA 上进行了验证.在45nm工艺制程的FPGA条件下,与相同体系结构的同步乘法器相比,这种异步乘法器在面积和功耗大体相同的情况下,运算速度大体提升超过12倍.

关键词:Booth算法;异步设计;两相约束数据捆绑握手协议;Click 异步控制器;微流水线

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6 x# M: m" Y. o       高性能数字乘法器是处理器和算法芯片的核心部件,是各类复杂计算的基础与核心,特别是完成高性能实时数字信号处理和图像处理的关键所在,乘法器的效率直接影响芯片的性能.数字乘法器的效率主要体现在两个方面,即面积和速度.选择不同的设计方法和实现算法,对乘法器的面积和速度的影响非常大.
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高性能数字乘法器是处理器和算法芯片的核心部件,是各类复杂计算的基础与核心