الگوریتم جدید ضرب دیجیتال با سرعت بالا بدون خط‌لوله با قابلیت بسط آسان
الموضوعات : electrical and computer engineeringابراهیم حسینی 1 , مرتضی موسی زاده 2
1 - دانشگاه ارومیه
2 - دانشگاه ارومیه
الکلمات المفتاحية:
ملخص المقالة :
در این مقاله یک الگوریتم جدید برای ضرب‌کننده دیجیتال بدون علامت با مشخصات سرعت بالا و توان مصرفی کم بدون خط لوله که به آسانی برای تعداد بیت‌های بیشتر نیز بسط می‌یابد پیشنهاد شده است. بلوک‌های این ضرب‌کننده به صورت موازی کار می‌کنند و این عملکرد موجب افزایش چشم‌گیر سرعت رب‌کننده خواهد شد. در این الگوریتم، بیت‌های ورودی به دسته‌های کوچک‌تری تقسیم‌بندی می‌شوند که ضرب این دسته‌ها به صورت موازی و هم‌زمان انجام خواهند گرفت. این تقسیم‌بندی تا رسیدن به کمترین تعداد بیت ورودی یعنی 2×2 ادامه می‌یابد. در محاسبه حاصل‌ضرب هر یک از دسته‌ها، از الگوریتم پیشنهادی استفاده گردیده که منجر به تسریع حاصل‌ضرب هر دسته شده است و نتیجه نهایی از حاصل‌جمع این دسته‌های کوچک‌تر به دست خواهد آمد. برای جمع‌کردن دسته‌های کوچک‌تر از جمع‌کننده‌های درختی اصلاح‌شده که بتواند منجر به افزایش سرعت ضرب شود استفاده گردیده است. ضرب‌کننده‌هایی با طول بیت‌های ورودی 2، 4، 8، 16، 32 و 64 با استفاده از الگوریتم پیشنهادی در فناوری 180 نانومتر و 90 نانومتر پیاده‌سازی شده‌اند که برای طول بیت ورودی 32 بیت در فناوری 180 نانومتر، تأخیر 05/3 نانوثانیه و مصرف توان 40 میلی‌وات و در فناوری 90 نانومتر، تأخیر 53/1 نانوثانیه و مصرف توان 7/9 میلی‌وات می‌باشد. همچنین با استفاده از روش پیشنهادی تخمین زده می‌شود که تأخیر ضرب‌کننده 128×128 در فناوری 180 و 90 نانومتر به ترتیب برابر با 4/5 نانوثانیه و 5/2 نانوثانیه شود. با توجه به نتایج و در مقایسه با سایر کارهای گزارش‌شده در مقالات و در پروسس یکسان، بدون افزایش توان مصرفی و با مساحت سیلیکون 5/1 برابر، سرعت ضرب‌کننده پیشنهادی بیش از 2 برابر افزایش یافته است.
