VLIW数字信号处理器64位可重构加法器的设计

抄作业_verilog_实现64bits乘法器-3.9抄⼀个Verilog⼤作业。

题⽬描述：⽤VerilogHDL设计实现64bit⼆进制整数乘法器基本功能：1.底层乘法器使⽤16*16\8*8\8*32\8*16⼩位宽乘法器来实现，底层乘法器可以使⽤FPGA内部IP实现；2.基于modelsim仿真软件对电路进⾏功能验证；3.基于Quartus平台对代码进⾏综合及综合后仿真，芯⽚型号不限；4.电路综合后的⼯作频率不低于50MHz。

第 1 章电路的设计思想1.1 不作优化的乘法器结构对于⼀个乘法来说，它的计算步骤是⽤乘数的每⼀位以从低到⾼的顺序与被乘数相乘再错位相加。

那么，如果把64位因数与64位因数相乘的结果展开以后会发现，错位相加的那些加数是可以⽤16×16位乘法器或者8×64位乘法器的错位相加的加数来凑⼀起的。

我可以通过把四个3×3位乘法器的运算结果进⾏移位和相加以后，可以实现⼀个6×6位乘法器的运算结果。

在上图中，因为乘法器是要调⽤3×3位乘法器，所以需要把两个因数分别切割成两个3位来调⽤乘法器。

所以需要2×2=4个乘法器。

根据题⽬所给出的允许调⽤的乘法器⾥，为了使调⽤的乘法器个数最⼩，我的⼦乘法器选择的范围将聚焦在16×16位乘法器和8×32位乘法器。

不论调⽤这⾥⾯那个乘法器，最终都是需要16个乘法器的。

16个乘法器并⾏运算同时送出数据。

若调⽤16位乘法器设计电路，⽆优化的情况下需要调⽤16个乘法器，8×32位乘法器同理。

此外，64位电路的设计的移位设计有着极强的规律，在电路的设计中，这种规律性会体现在电路结构的相似性。

调⽤8×32位乘法器的设计的分析思路与⽅法与上⽂类似。

1.2 乘法器结构的折叠优化不论采⽤8×32位还是16位的⼦乘法器来设计64位乘法器，如果⽤⼗六个乘法器并⾏运算，然后再对结果进⾏移位和相加。

基于珠算原理设计64位除法器及FPGA实现王帆;陈涛;张刚【摘要】随着数字信号处理的迅猛发展,除法器在计算机和芯片技术发展中受到越来越高的重视.秉承古代数学的操作模型原理,在FPGA平台上设计了一种高性能的64位除法器,将珠算过程的“一列”对应为四位二进制数,利用珠算归除法一次计算可产生四位二进制商,大幅降低关键路径延时.该设计将珠算归除法口诀通过元件例化成五个模块:商位数模块、初商模块、退商模块、撞归模块和补商模块,根据归除原理控制状态机选择模块进行计算.经ISE软件仿真及Xilinx Virtex-2P开发板验证表明,64位珠算除法器的最大工作频率为184 MHz,平均运算仅需0.347 8μs.这适合于对计算能力和速度有较高要求的FPGA设计应用.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)026【总页数】5页(P264-268)【关键词】64位;珠算;除法器;FPGA;状态机【作者】王帆;陈涛;张刚【作者单位】太原理工大学信息工程学院,太原030024;太原理工大学信息工程学院,太原030024;太原理工大学信息工程学院,太原030024【正文语种】中文【中图分类】TP332.2除法是算数运算中最繁琐且最耗时的运算。

目前流行的除法器的设计都是基于移位循环减法原理，以传统移位除法器为代表，其本质是在做减法、比较和移位运算，运算复杂，延时长，工作频率难以提高［1］;Xilinx 公司仅提供了32 位除法器IP 核，无法满足更高精度的除法运算需求。

本研究秉承中国古代数学的“操作性”原理，将珠算的操作口诀流程映射为逻辑运算的序列，形成一种新的集成电路设计思路［2］。

所实现的基于珠算归除原理的除法器(以下简称为珠算除法器)，具有工作频率高，占用资源少，实时性好，操作数位数高等特点。

用VHDL 描述了实现珠算除法口诀的操作流程，详细介绍了各模块的逻辑实现方法，并在Xilinx Virtex-2P 开发板上进行验证。

面向VLIW结构的DSP编译器的设计与实现的开题报告一、研究背景和意义近年来，随着通信技术、嵌入式系统技术的飞速发展，数字信号处理技术越来越受到关注。

而为了满足各种应用的需要，嵌入式数字信号处理器的应用越来越广泛。

作为支撑数字信号处理器的软件工具，DSP编译器在这个领域中发挥着至关重要的作用。

DSP编译器的主要任务是将高级语言编写的程序转化为数字信号处理器能够理解和执行的指令序列，因此对于DSP编译器的设计和实现，一直是数字信号处理技术研究的热点和难点之一。

目前，主流的嵌入式数字信号处理器都采用了VLIW结构，这种结构在执行效率和能耗等方面都有很大的优势。

因此，研究面向VLIW结构的DSP编译器的设计与实现，对于提高DSP编译器的性能和普适性有着重要的意义。

二、研究内容和方法本论文将研究面向VLIW结构的DSP编译器的设计与实现。

具体来说，本论文将采用以下方法进行研究：1. 研究VLIW结构的特点和编译技术的基本原理，了解现有的DSP 编译器设计和实现。

2. 分析现有的DSP编译器在面向VLIW结构的编译中存在的问题，提出解决方案。

3. 设计和实现一个基于VLIW结构的DSP编译器原型，评估其性能和普适性。

4. 分析原型的性能和普适性，提出改进方案。

三、论文结构和进度安排本论文主要分为以下几个部分：1. 绪论：介绍研究背景和意义，说明研究内容和方法，概述论文结构。

2. 相关技术和理论：介绍VLIW结构的特点和编译技术的基本原理，介绍现有的DSP编译器设计和实现。

3. 面向VLIW结构的DSP编译器设计与实现：分析现有的DSP编译器在面向VLIW结构的编译中存在的问题，提出解决方案；设计和实现一个基于VLIW结构的DSP编译器原型，评估其性能和普适性。

4. 性能和普适性分析：分析原型的性能和普适性，提出改进方案。

5. 总结与展望：总结本论文的研究内容和创新点，对未来的研究方向和发展趋势进行展望。

进度安排如下：第一学期：完成相关技术和理论部分的撰写和调研，明确面向VLIW 结构的DSP编译器的设计和实现方案。

基于FPGA的64点FFT处理器设计的开题报告一、选题背景在数字信号处理中，FFT（快速傅里叶变换）是一种重要的算法，广泛应用于语音、图像、音频、雷达信号处理等领域。

FFT算法可以将时域信号转换为频域信号，以方便信号分析和处理。

随着科技的不断进步，现代信号处理要求FFT算法具有更高的运算速度和更低的能耗。

而FPGA（现场可编程门阵列）作为一种现代的可编程逻辑器件，可以充分利用硬件并行运算和高速存储器等优势，满足FFT 处理的高性能、低能耗需求，因此倍受研究者关注。

本课题旨在设计一种基于FPGA的64点FFT处理器，以满足应用于实际嵌入式系统的需求。

二、研究内容与意义本课题将从以下几个方面展开：1.基于蝶形运算的FFT算法优化设计，实现更高效的计算过程。

2.采用流水线技术，实现FFT处理器的并行计算，提高计算速度。

3.设计合适的存储器结构，提高数据读写速度，减少能耗。

4.利用FPGA资源和可编程能力，实现算法的灵活性和可扩展性。

本研究将能够在FPGA上实现高效的64点FFT处理器，并为实际应用提供了一种可靠的解决方案。

同时，该研究对于FFT算法优化、FPGA应用领域的研究，具有一定的学术研究价值与实际应用意义。

三、研究方法1.调研相关研究成果，深入了解FFT算法和FPGA相关知识。

2.采用Verilog语言，设计基于64点FFT算法的FFT处理器，并进行仿真调试。

3.对设计的不足之处进行改进，如加入流水线技术等。

4.在FPGA开发板上进行验证实验，对实验结果进行评估，探究算法的速度和能耗等性能指标。

四、拟解决的关键问题1.如何实现FFT算法的优化，提高计算效率和精度？2.如何设计合适的存储器结构，提高数据访问速度，减少能耗？3.例如如何采用流水线技术实现并行计算，并充分利用FPGA资源？五、预期目标1.成功设计一种基于FPGA的64点FFT处理器，并在实验中验证其功能。

2.对设计的处理器进行性能评估，提高其处理速度和性能指标。

基于CPLD的64位乘法运算器的设计-职业技术教育论文基于CPLD的64位乘法运算器的设计辜艺邹光毅朱伟（江汉大学数学与计算机科学学院，湖南武汉430056）【摘要】提出了一种由64位加法器构成的以时序逻辑方式设计的64位宽位乘法器，此乘法器比纯组合逻辑构成的乘法占用硬件资源少，结构简单，基于VHDL语音模块化的设计，有利于器件的升级与位数扩充具有一定的实用价值。

关键词CPLD；乘法器；运算器件作者简介：辜艺（1961—），男，工作于江汉大学数学与计算机科学学院。

邹光毅（1956—），男，工作于江汉大学数学与计算机科学学院。

朱伟（1959—），男，工作于江汉大学数学与计算机科学学院。

0 引言纯组合逻辑构成的乘法器虽然工作速度比较快，但占用硬件资源多，难以实现宽位乘法器，而基于CPLD器件外接ROM九九表的乘法器则无法构成单片系统，也不实用。

这里介绍由64位加法器构成的以时序逻辑方式设计的64位乘法器，此乘法器具有一定的实用价值。

其乘法原理是：乘法通过逐项位移相加原理来实现，从被乘数的最低位开始，若为1，则乘数左移后与上一次和相加；若为0，左移后以全零相加，直至被乘数的最高位。

ACCDK是乘法运算控制电路，它的KAIS(可锁定于引脚I/O 49)信号的上跳沿与高电平有两个功能，即64位寄存器清零和被乘数A[63..0]向移位寄存器SREG8B加载；它的低电平则作为乘法使能信号。

乘法时钟信号从ACCDK的CLK输入。

当被乘数加载于8位右移寄存器YYJCQ后，随着每一时钟节拍，最低位在前，由低位至高位逐位移出。

当为1时，与门YUMRN打开，64位乘数B[63..0]在同一节拍进入8位加法器，与上一次锁存在64位锁存器REG16B中的高64位进行相加，其和在下一时钟节拍的上升沿被锁进此锁存器。

而当被乘数移出位为0时，与门全零输出。

如此往复，直至8个时钟脉冲后，由ARICTL 的控制，乘法运算过程自动中止。

一．设计思想输入两组64位数，a，b。

对其中一个数a，低位扩充一位0，高位扩充两位符号位，然后采用基4波兹编码进行编码。

编码一共有5种情况，分别为：0，+1，+2，-1，-2。

则相对应的部分积为0，b，2b，-b，-2b。

一共会有三十二个部分积。

分别将这三十二个部分积都扩充到128位，高位补充符号位，低位补充为0。

第一个部分积低位不补0，第二个部分积地位补两个0，第三个部分积最低位补四个0，以此类推……会得到32个128位数，将这32个数全部相加，高位溢出不管，得出一个128位数，即为最终结果。

二．电路模块1.电路用一个子模块，即基4波兹编码模块。

输入一个64位数x以及要编码的三位数，则根据输入的三位数，输出一个66位数，这个66位数为0，x，2x，-x，-x。

模块如下所示：2.将输入的64位数in2，低位补0，高位扩两位符号位，再对其从低位到高位进行基4波兹编码，得到3位部分积，再将部分积扩充为128位，再将这些部分积相加，溢出丢弃，得到最终值。

电路框架如下所示：三．仿真波形如下所示：四．代码见附件：decode.v，mul_64.v。

测试代码为tb.v五．综合结果见附件：report_area2.txt，report_time2.txt，report_power2.txt，代码：module decode(in,x,y);input[2:0]in;input[63:0]x;output reg[65:0]y;always@(in)begincase(in)3'b000:y<=66'd0;3'b111:y<=0;3'b001:y<={{2{x[63]}},x};3'b010:y<={x[63],x[63],x};3'b011:y<={x[63],x,1'b0};3'b101:y<=~{x[63],x[63],x}+1;3'b110:y<=~{x[63],x[63],x}+1;3'b100:y<=~{x[63],x,1'b0}+1;endcaseendendmodulemodule mul_64(in1,in2,out);input[63:0]in1,in2;output[127:0]out;wire[66:0]r_in2;wire[65:0]code_1,code_2,code_3,code_4,code_5,code_6,code_7,code_8,code_9,code_10,code_11,code_12, code_13,code_14,code_15,code_16,code_17,code_18,code_19,code_20,code_21,code_22,code_2 3,code_24,code_25,code_26,code_27,code_28,code_29,code_30,code_31,code_32;wire[127:0]k_code_1,k_code_2,k_code_3,k_code_4,k_code_5,k_code_6,k_code_7,k_code_8,k_code_9,k_co de_10,k_code_11,k_code_12,k_code_13,k_code_14,k_code_15,k_code_16,k_code_17,k_code_18, k_code_19,k_code_20,k_code_21,k_code_22,k_code_23,k_code_24,k_code_25,k_code_26,k_cod e_27,k_code_28,k_code_29,k_code_30,k_code_31,k_code_32;assign r_in2={{2{in2[63]}},in2,1'b0};decode m_1(.in(r_in2[2:0]),.x(in1),.y(code_1));assign k_code_1={{62{code_1[65]}},code_1};decode m_2(.in(r_in2[4:2]),.x(in1),.y(code_2));assign k_code_2={{60{code_2[65]}},code_2,2'b00};decode m_3(.in(r_in2[6:4]),.x(in1),.y(code_3));assign k_code_3={{58{code_3[65]}},code_3,4'b0000};decode m_4(.in(r_in2[8:6]),.x(in1),.y(code_4));assign k_code_4={{56{code_4[65]}},code_4,6'b000000};decode m_5(.in(r_in2[10:8]),.x(in1),.y(code_5));assign k_code_5={{54{code_5[65]}},code_5,8'b00000000};decode m_6(.in(r_in2[12:10]),.x(in1),.y(code_6));assign k_code_6={{52{code_6[65]}},code_6,10'b0000000000};decode m_7(.in(r_in2[14:12]),.x(in1),.y(code_7));assign k_code_7={{50{code_7[65]}},code_7,12'b000000000000};decode m_8(.in(r_in2[16:14]),.x(in1),.y(code_8));assign k_code_8={{48{code_8[65]}},code_8,14'b00000000000000};decode m_9(.in(r_in2[18:16]),.x(in1),.y(code_9));assign k_code_9={{46{code_9[65]}},code_9,16'b0000000000000000};decode m_10(.in(r_in2[20:18]),.x(in1),.y(code_10));assign k_code_10={{44{code_10[65]}},code_10,18'b000000000000000000};decode m_11(.in(r_in2[22:20]),.x(in1),.y(code_11)); assign k_code_11={{42{code_11[65]}},code_11,20'd0};decode m_12(.in(r_in2[24:22]),.x(in1),.y(code_12)); assign k_code_12={{40{code_12[65]}},code_12,22'd0};decode m_13(.in(r_in2[26:24]),.x(in1),.y(code_13)); assign k_code_13={{38{code_13[65]}},code_13,24'd0};decode m_14(.in(r_in2[28:26]),.x(in1),.y(code_14)); assign k_code_14={{36{code_14[65]}},code_14,26'd0};decode m_15(.in(r_in2[30:28]),.x(in1),.y(code_15)); assign k_code_15={{34{code_15[65]}},code_15,28'd0};decode m_16(.in(r_in2[32:30]),.x(in1),.y(code_16)); assign k_code_16={{32{code_16[65]}},code_16,30'd0};decode m_17(.in(r_in2[34:32]),.x(in1),.y(code_17)); assign k_code_17={{30{code_17[65]}},code_17,32'd0};decode m_18(.in(r_in2[36:34]),.x(in1),.y(code_18)); assign k_code_18={{28{code_18[65]}},code_18,34'd0};decode m_19(.in(r_in2[38:36]),.x(in1),.y(code_19)); assign k_code_19={{26{code_19[65]}},code_19,36'd0};decode m_20(.in(r_in2[40:38]),.x(in1),.y(code_20)); assign k_code_20={{24{code_20[65]}},code_20,38'd0};decode m_21(.in(r_in2[42:40]),.x(in1),.y(code_21)); assign k_code_21={{22{code_21[65]}},code_21,40'd0};decode m_22(.in(r_in2[44:42]),.x(in1),.y(code_22)); assign k_code_22={{20{code_22[65]}},code_22,42'd0};decode m_23(.in(r_in2[46:44]),.x(in1),.y(code_23)); assign k_code_23={{18{code_23[65]}},code_23,44'd0};decode m_24(.in(r_in2[48:46]),.x(in1),.y(code_24)); assign k_code_24={{16{code_24[65]}},code_24,46'd0};decode m_25(.in(r_in2[50:48]),.x(in1),.y(code_25));assign k_code_25={{14{code_17[65]}},code_25,48'd0};decode m_26(.in(r_in2[52:50]),.x(in1),.y(code_26));assign k_code_26={{12{code_26[65]}},code_26,50'd0};decode m_27(.in(r_in2[54:52]),.x(in1),.y(code_27));assign k_code_27={{10{code_27[65]}},code_27,52'd0};decode m_28(.in(r_in2[56:54]),.x(in1),.y(code_28));assign k_code_28={{8{code_28[65]}},code_28,54'd0};decode m_29(.in(r_in2[58:56]),.x(in1),.y(code_29));assign k_code_29={{6{code_29[65]}},code_29,56'd0};decode m_30(.in(r_in2[60:58]),.x(in1),.y(code_30));assign k_code_30={{4{code_30[65]}},code_30,58'd0};decode m_31(.in(r_in2[62:60]),.x(in1),.y(code_31));assign k_code_31={{2{code_31[65]}},code_31,60'd0};decode m_32(.in(r_in2[64:62]),.x(in1),.y(code_32));assign k_code_32={code_32,62'd0};assignout=k_code_1+k_code_2+k_code_3+k_code_4+k_code_5+k_code_6+k_code_7+k_code_8+k_co de_9+k_code_10+k_code_11+k_code_12+k_code_13+k_code_14+k_code_15+k_code_16+k_co de_17+k_code_18+k_code_19+k_code_20+k_code_21+k_code_22+k_code_23+k_code_24+k_c ode_25+k_code_26+k_code_27+k_code_28+k_code_29+k_code_30+k_code_31+k_code_32;endmodule。

六十四位全加器的设计一、实验目的：设计一个64位的全加器实现加法功能。

二、实验要求：用两种方法实现64位全加器。

第一种：用Sedi画出64位全加器电路图，并生成网表，然后进行功能验证，最后将电路图生成版图。

第二种：用VHDL语言写出64位全加器的程序表达式，并进行功能验证，最后将程序语言转换成电路图。

三、实验过程3、1分析一次画出64 位全加很有难度，但考虑到全加器的结构，我们可以用4个16位的全加器组成一个64位的加法器。

同样，一个16位的全加器可以由4个4位全加器组成，一个4位全加器可以由4个一位全加器组成。

一位全加器又可以由三个半加器或两个半加器与一个或门组成。

所以整个设计思路可以简化为：半加器→一位全加器→四位全加器→十六位全加器→六十四位全加器3、2功能设计与验证（画图法）3、2、1半加器设计半加器实现加法，输入A、B，输出C、S（C 为进位，S为本位）；所以得出半加器的电路图为：半加器符号图：SS C CB B A A 半加器（）（）（）与非门 或非门 非门 3 、2、2一位全加器设计一位全加器可由三个半加器组成电路图如下：A B C iSC 半加器A B CS半加器A B CS半加器A B CS一位全加器的电路图符号如下：SSC iC iCCBBAA全加器3、2、3四位全加器的设计四位全加器可由四个一位全加器组成，四位全加器电路图如下：B 0A 0CS 3S 2S 1S 0C iB 3A 3B 2A 2B 1A 1全加器AB CC i S全加器A B CC i S全加器AB C C iS全加器A B CC i S四位全加器符号图如下：S 3S 3S 2S 2S 1S 1S 0S 0C iC iCC B 3B 3B 2B 2B 1B 1B 0B 0A 3A 3A 2A 2A 1A 1A 0A 0四位全加网表输入如下： 1、添加工作电压； Vvdd vdd GND 52、添加模型文件；.include "D:\iceda\TannerPro9\TSpice7.0\models\ml2_125.md" 3、添加输入信号；VA0 A0 GND PULSE (0 5 0 5n 5n 50n 100n) VA1 A1 GND PULSE (0 5 0 5n 5n 100n 200n) VA2 A2 GND PULSE (0 5 0 5n 5n 150n 300n) VA3 A3 GND PULSE (0 5 0 5n 5n 120n 240n) VB0 B0 GND PULSE (0 5 0 5n 5n 50n 100n) VB1 B1 GND PULSE (0 5 0 5n 5n 100n 200n) VB2 B2 GND PULSE (0 5 0 5n 5n 150n 300n) VB3 B3 GND PULSE (0 5 0 5n 5n 120n 240n) VCi Ci GND PULSE (0 5 0 5n 5n 50n 100n) 4、添加参数设置； .param l=0.5u5、输出设置；.print tran v(A0) v(A1) v(A2) v(A3) v(B0) v(B1) v(B2) v(B3) v(Ci) v(S0) v(S1) v(S2) v(S3) v(C) 6、设置分析；.tran/op 1n 400n method=bdf 总网表如下.include "D:\iceda\TannerPro9\TSpice7.0\models\ml2_125.md" Vvdd vdd GND 5VA0 A0 GND PULSE (0 5 0 5n 5n 50n 100n) VA1 A1 GND PULSE (0 5 0 5n 5n 100n 200n) VA2 A2 GND PULSE (0 5 0 5n 5n 150n 300n) VA3 A3 GND PULSE (0 5 0 5n 5n 120n 240n) VB0 B0 GND PULSE (0 5 0 5n 5n 50n 100n) VB1 B1 GND PULSE (0 5 0 5n 5n 100n 200n) VB2 B2 GND PULSE (0 5 0 5n 5n 150n 300n) VB3 B3 GND PULSE (0 5 0 5n 5n 120n 240n) VCi Ci GND PULSE (0 5 0 5n 5n 50n 100n) .param l=0.5u.tran/op 1n 400n method=bdf.print tran v(A0) v(A1) v(A2) v(A3) v(B0) v(B1) v(B2) v(B3) v(Ci) v(S0) v(S1) v(S2) v(S3) v(C) （由于步骤相同，以此为例，后面网表添加均简写）仿真结果：（四位全加器仿真图）3、2、4十六位全加器的设计十六位全加器可由四个四位全加器组成，十六位全加器电路图如下：A0A 1A 2A3A4A 5A 6A7A 8A 9A 10A11A12A 13A 14A15B0B 1B 2B3B4B 5B 6B7B8B 9B 10B11B12B 13B 14B15Ci S0S 1S 2S3S4S 5S 6S7S8S 9S 10S11S12S 13S 14S15C四位全加A0A1A2A3B0B1B2B3C CiS0S1S2S3四位全加A0A1A2A3B0B1B2B3C CiS0S1S2S3四位全加A0A1A2A3B0B1B2B3C CiS0S1S2S3四位全加A0A1A2A3B0B1B2B3C CiS0S1S2S3十六位全加器符号图如下：S 15S 15S 14S 14S 13S 13S 12S 12S 11S 11S 10S 10S 9S 9S 8S 8S 7S 7S 6S 6S 5S 5S 4S 4S 3S 3S 2S 2S 1S 1S 0S 0C iC iCCB 15B 15B 14B 14B 13B 13B 12B 12B 11B 11B 10B 10B 9B 9B 8B 8B 7B 7B 6B 6B 5B 5B 4B 4B 3B 3B 2B 2B 1B 1B 0B 0A 15A 15A 14A 14A 13A 13A 12A 12A 11A 11A 10A 10A 9A 9A 8A 8A 7A 7A 6A 6A 5A 5A 4A 4A 3A 3A 2A 2A 1A 1A 0A 0十六位全加器网表输入： 仿真图如下：3、2、5 六十四位全加器的设计六十四全加器可由四个十六位全加器组成，六十四位全加器电路图如下：CA48A49A 50A51A52A 53A54A 55A56A 57A58A59A60A61A62A63B48B 49B50B 51B52B 53B54B 55B56B57B 58000A32A 33A34A35A 36A37A 38A39A 40A41A 42A43A44A45A46A47B32B33B 34B35B 36B37B 38B39B40B 41B42B43B44B45B46B470A16A17A18A 19A20A 21A22A 23A24A 25A26A27A28A29A30A31B16B 17B18B 19B20B 21B22B23B 24B25B 26B27B28B29B30B3100A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A 10A11A12A13A14A15B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14B1500Ci 十六位全加器A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14B15C CiS0S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15十六位全加器A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14B15CCiS0S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15十六位全加器A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14B15CCiS0S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15十六位全加器A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14B15CCiS0S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15六十四位全加器符号图如下：S63S62S61S60S59S58S57S56S55S54S53S52S51S50S49S48S47S46S45S44S43S42S41S40S39S38S37S36S35S34S33S32S31S30S29S28S27S26S25S24S23S22S21S20S19S18S17S16S15S14S13S12S11S10S9S8S7S6S5S4S3S2S1S0CiC B63B62B61B60B59B58B57B56B55B54B53B52B51B50B49B48B47B46B45B44B43B42B41B39B40B38B37B36B35B34B33B32B31B30B29B28B27B26B25B24B23B22B21B20B19B18B17B16B15B14B13B12B11B10B9B8B7B6B5B4B3B2B1B0A63A62A61A60A59A58A57A56A55A54A53A52A51A50A49A48A47A46A45A44A43A42A41A40A39A38A37A36A35A33A34A32A31A30A29A28A27A26A25A24A23A22A21A20A19A18A17A16A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0Ci 00000000000000C0000000网表添加如：六十四位全加器仿真图：六十四位全加器生成版图： 1、加压焊块将设计好的六十四位全加器的电路图例化进新的module 中，然后引用PAD 模块和端口。

数字信号处理器结构•处理器基本结构•指令控制单元与流水线•处理单元与数据通道•总线和存储器结构•高速缓存Cache•VLIW结构•SIMD结构•中断机制•片上通用外设结构1、传统结构•直至1997年前,绝大多数DSP都采用–专用的处理单元–专用、复杂的指令集–每个指令周期只能执行一条指令–很少使用每个指令周期能执行多条指令、具有面向编译系统的简单指令集的多功能单元处理器结构。

2、VILW结构•VLIW—Very Long Instruction Word •超长指令字结构–具有多个独立的并行功能单元–能并行执行由多条指令组成的超长字指令指令1 指令2 …指令N图2-ddd VIL W指令字结构2、VILW结构•VLIW结构与超标量结构的不同–VLIW处理器不需要花费太多的时间和硅片来决定做什么(执行什么指令和什么时候做,只要完成简单的指令拆分就能在每个时钟周期执行多个操作–VLIW处理器在指令执行前由编译器安排VLIW中的不同的指令或操作码–软件与硬件在VLIW设计中具有同等的重要性–VLIW采用类RISC指令系统,指令集简单、通用、面向编译系统2、VILW结构VIL W指令折分单元功能单元2ALU 功能单元3MU功能单元NFU功能单元1AAU •••寄存器堆图-vilw VIL W基本结构3、C60004、SC140数据寄存器堆D0~D15 统一程序/数据存储器地址寄存器堆 R0~R15程序队列单元电源管理时钟产生锁相环加速器指令执行单元指令总线地址产生单元4、SC140•SC140–采用VLIW结构,最多执行6条指令,–数据算术逻辑功能单元(DALU•4套乘法累加器MAC、算术逻辑单元ALU、位处理器BFU–地址产生功能单元(AGU•2个地址计算单元AAU、1个位屏蔽单元BMU–程序序列单元(PS–具有4套总线,2套数据总线(XABA和XDBA,XABB和XDBB4、StarCore•数据算术逻辑功能单元结构–4个独立并行的乘法累加器MAC–4个算术逻辑单元ALU–4个位处理单元BFU–16个40bit通用寄存器,8个移位/限幅器。

64位高性能冗余二进制―二进制数转换器的设计摘要：冗余二进制（RB）加法的进位无关特性和规整的压缩结构，可以设计高速冗余二进制乘法器。

冗余二进制乘法器由RB部分积产生、RB部分积压缩树和RB?二进制数转换器三个关键模块构成。

在此基于基?16 RB Booth编码结构提出了一种由进位跳跃加法器和并行前缀/进位选择混合加法器构成的冗余二进制?二进制数转换器。

用Verilog HDL 对该转换器进行描述，在Synopsys的VCS平台上进行仿真验证，在SMIC 45 nm的工艺下，通过Design Compiler 对转换器进行综合，比较普通的并行前缀/进位选择转换器，设计的64位转换器在延时、面积和功耗得到有效的改善。

关键词：RB?NB转换器；并行前缀加法器；进位跳跃加法器；冗余二进制乘法器中图分类号：TN710?34 文献标识码： A 文章编号：1004?373X（2015）10?0103?040 引言乘法器作为高速数字信号处理器（DSP）、微处理器、RISC 和FIR数字滤波器等各类芯片中的必不可少的运算逻辑单元，其性能的好坏对整个芯片系统有着极其重大的影响。

因此，高速、低耗乘法器的设计一直是研究重点。

乘法器能被分成3个步骤：（1）部分积的产生；（2）由部分积压缩树将所有的部分积压缩至二行；（3）通过快速的二进制加法器将最终的二行部分积相加得到乘积。

冗余二进制（Redundant Binary，RB）数由Avizients最早提出的一种有符号数的表示方法[1]，利用冗余二进制算法的进位无关特性以及规整的结构，可以设计出高速的RB并行乘法器[2?6]。

RB并行乘法器主要由RB部分积产生、RB部分积压缩树和RB?NB转换器3个关键模块构成。

与一般二进制（Normal Binary，NB）乘法器相类似，RB乘法器首先采用修正Booth算法（MBE）[7]将部分积的数目减少一半并将两个相邻的二行NB部分积转换为一行RB部分积，然后采用由RB半加器和RB全加器构成的RB部分积压缩树将RB部分积压缩至一行，最终采用RB?NB转换器[8?10]将RB部分积转换成NB乘积。