基于Radix-4 Booth编码的模2n+1乘法器设计

模2n+1乘法(n=8、16)在分组密码算法中比较常见,如IDEA算法,但由于其实现逻辑复杂,往往被视为密码算法性能的瓶颈。提出了一种适用于分组密码算法运算特点的基于Radix-4 Booth编码的模2n+1乘法器实现方法,其输入/输出均无需额外的转换电路,并通过简化部分积生成、采用重新定义的3-2和4-2压缩器等措施以减少路径时延和硬件复杂度。比较其他同类设计,该方法具有较小的面积、时延,可有效提高分组密码算法的加解密性能。     

FPGA中专用可重构乘法器的设计

提出了一种新的嵌入在FPGA中可重构的流水线乘法器设计.该设计采用了改进的波茨编码算法,可以实现18×18有符号乘法或17×17无符号乘法.还提出了一种新的电路优化方法来减少部分积的数目,并且提出了一种新的乘法器版图布局,以便适应tilebased FPGA芯片设计所加的约束.该乘法器可以配置成同步或异步模式,也町以配置成带流水线的模式以满足高频操作.该设计很容易扩展成不同的输入和输出位宽.同时提出了一种新的超前进位加法器电路来产生最后的结果.采用了传输门逻辑来实现整个乘法器.乘法器采用了中芯国际0.13μm CMOS工艺来实现,完成18×18的乘法操作需要4.1ns.全部使用2级的流水线时,时钟周期可以达到2.5ns.这比商用乘法器快29.1%,比其他乘法器快17.5%.与传统的基于查找表的乘法器相比,该乘法器的面积为传统乘法器面积的1/32.     

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。     

32位MIPS微处理器中乘法器的设计和实现

在Booth算法的基础上,结合MIPS 4KC微处理器中的流水线结构和乘法器的工作过程,提出了一种改进的Booth乘法器的设计方法,并采用全制定方法实现,用这种方法实现的乘法器单元具有面积小、单元电路可重复性好、版图设计工作量小、功耗低等特点.     

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.     

多位乘法器的多阶Booth算法的实现

讨论分析了传统Booth算法及改进二阶Booth算法的特点,提出一种适合多阶算法的一般通式及部分积的实现方法,可根据乘数的位宽采用不同的阶,一次扫描多位相邻的乘数位,由此最大限度地减少了部分积的数目,提高了乘法器的运算速度．     

16×16位高速低功耗并行乘法器的实现

基于0.6μm双阱CMOS工艺模型,实现了一种高速低功耗16×16位并行乘法器。采用传输管逻辑设计电路结构,获得了低功耗的电路性能。采用改进的低功耗、快速Booth编码电路结构和4-2压缩器电路结构,它在2.5V工作电压下,运算时间达到7.18ns,平均功耗(100MHz)为9.45mW。     

基于补码等价定义的Booth算法证明

Booth算法是定点补码乘法的基本运算方法。一般文献中,Booth算法都是通过校正法演变过度而来的,但校正法的运算规律不统一,硬件控制复杂,实用价值不大。在此给出了一种补码的等价定义,统一了补码定义的分段表示形式,把数字化的机器数符号纳入统一的表达式中,并在此基础上,消除了校正法作为中间环节的影响,直接给出了Booth算法完整的理论证明。结果表明,引入补码等价定义,可以完全避开校正法,直接推证出Booth算法,比传统方法更简明、严谨、实用。     

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％．     

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.