【摘 要】
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随着微电子技术的不断发展,集成电路规模日益增大,在处理器芯片的面积逐渐缩小的情况下,对大量数据的处理更为频繁,因此对数字处理器的结构以及运算效率也有了更高的要求。在
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随着微电子技术的不断发展,集成电路规模日益增大,在处理器芯片的面积逐渐缩小的情况下,对大量数据的处理更为频繁,因此对数字处理器的结构以及运算效率也有了更高的要求。在过去的几十年中,同步电路设计一直是数字电路的焦点,但是随着时钟频率的不断上升以及芯片特征尺寸的不断下降,存在的问题也在不断增多,例如时钟偏移、功耗过大等。而异步电路具有功耗低、低噪声以及更小的电磁干扰等天然优势,因此去掉时钟的异步电路的设计思想重新成为人们所关注的热点。本论文对异步电路系统中的运算进行了研究,基于归零逻辑(Null Convention Logic,NCL)方法完成了多轨8位乘法算法的设计以及实现。首先,深入了解Booth算法以及压缩算法等工作原理,实现NCL优化Booth编码算法,合理运用半加器与全加器构建Wallace树型结构,并且根据四轨电路的特点定制四轨加法算法与电路,因此来提高乘法器整体性能。其次,采用以上方法在Vivado平台上实现了三种双轨8位乘法器以及一种四轨8位乘法器。最后,根据不同乘法器的性能进行分析并对比,结果表明基于论文中乘法算法的双轨乘法器无论在面积还是计算速度上均优于四轨乘法器,且采用了NCL优化Booth算法以及优化Wallace树型结构的双轨8位乘法器在速度(23.5ns)和面积上均有优势。
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