加法器和乘法器电路实现和算法省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

Insert Text Here,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,Modern VLSI Design 4e:Chapter 6,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。感谢,6.1,引言,1/39,Topics,芯片及子系统,子系统优化,2/39,芯片是由多个子系统组合而成,子系统优化能够从几个层次着手,版图，能够降低寄生参数,电路，采取先进电路降低延时,逻辑，能够重组逻辑来降低延时,存放器传输及以上层次，如：流水线和恰当编码,引言,3/39,6.2 组合移位器,4/39,Shifters,是一个非常有用算术运算器,基于锁存器移位器一个周期只能移动一位,一个周期要移动多位需要复杂结构,5/39,Funnel Shifter,输入2n位数据和n位控制信号，并产生n位输出,6/39,7/39,6.3 加法器,8/39,Adder,一位全加器能够由真值表得到：,s,i,=a,i,XOR b,i,XOR c,i,c,i+1,=a,i,b,i,+a,i,c,i,+b,i,c,i,ripple-carry adder(逐步进位加法器),carry lookahead adder（超前进位加法器）,carry-skip adder（进位旁路加法器）,carry-select adder（进位选择加法器）,manchester carry adder（曼彻施特进位链）,serial adder（串行加法器）,9/39,Full Adder,10/39,ripple-carry adder,11/39,Carry lookahead adder,传输变量和生成变量,P,i,=a,i,+b,i,G,i,=a,i,b,i,全加器和和进位公式,s,i,=c,i,XOR P,i,XOR G,i,c,i+1,=G,i,+P,i,c,i,12/39,Carry lookahead adder,13/39,Carry lookahead adder,14/39,Carry lookahead adder,15/39,Carry lookahead adder,16/39,Carry-skip adder,形成旁路条件是每位传输变量p取值为真,减小第一组和最终一组长度来提升速度,17/39,Carry-skip adder,18/39,Carry-select adder,按照进位输入不一样取值来去选择,速度比较快，不过以牺牲面积为代价,19/39,Manchester carry adder,经过预充电来提升进位链速度,20/39,Manchester carry adder,21/39,Serial adder,是一个高速算术方法，普通用在对计算速度要求比较高不过空转时间要求不高场所,数据格式（第一个是LSB）,22/39,Serial adder,LSB,信号用来去除进位存放器,23/39,加法器功耗,通常运算速度越慢加法器功耗越低,进位旁路加法器是个例外，它要比逐位进位加法器功耗要低,24/39,6.5 乘法器,25/39,Array multiplier,26/39,Array multiplier,27/39,Array multiplier,28/39,Array multiplier,对于有符号数乘法，我们能够采取以下等式,29/39,Array multiplier,30/39,Array multiplier,31/39,Topics,32/39,Booth encoding,Booth encoding能够减小部分积数目（N+1/2），从而缩小面积，提升运算速度。,33/39,Booth encoding,34/39,Booth encoding,一个简单booth算法电路实现,35/39,Wallace tree,能够有效降低加法器数目，比常规计算速度更加快,能够和booth 算法结合起来共同提升运算速度,36/39,Wallace tree,以8位无符号数来说明Wallace tree算法,长方形代表全加器，圆形代表单个乘积送到下一级处理,37/39,Wallace tree,第07位运算情况：,38/39,Wallace tree,8x8Wallace tree 乘法器,39/39,