一種高速加法器-前置進(jìn)位加法器研究與設(shè)計(jì).pdf

1、加法器是最基本最常用的算術(shù)運(yùn)算單元，它通常也是限制芯片工作速度的主要因素，高速加法器的設(shè)計(jì)是必需的。
　　本文采用全定制的方法，進(jìn)行單元模塊電路層次的設(shè)計(jì)，以及算法層次的優(yōu)化，以此來提高加法器的速度。雖然全定制設(shè)計(jì)時(shí)間周期較長(zhǎng)，但是它設(shè)計(jì)靈活，能顯著提高加法器性能。
　　本文先從加法器的整體算法著手，比較了傳統(tǒng)的行波進(jìn)位算法，和采用進(jìn)位樹的前置進(jìn)位算法。然后引進(jìn)前置進(jìn)位信號(hào)（包括進(jìn)位產(chǎn)生信號(hào)，進(jìn)位消除信號(hào)，進(jìn)位傳播信號(hào)），并

2、根據(jù)點(diǎn)操作原理，采用三種前置進(jìn)位樹（分別是Kogge-Stone樹、Han-Carlson樹和Brent-Kung樹）設(shè)計(jì)加法器，并對(duì)電路速度和面積進(jìn)行優(yōu)化。最后對(duì)優(yōu)化后的延遲時(shí)間、晶體管數(shù)量進(jìn)行比較，比較結(jié)果表明32位Kogge-Stone樹形結(jié)構(gòu)的加法器延時(shí)最小，晶體管數(shù)量最多，32位Brent-Kung樹形結(jié)構(gòu)的加法器延時(shí)最大，晶體管數(shù)量最少，32位Han-Carlson樹形結(jié)構(gòu)的加法器延時(shí)和晶體管數(shù)量在三種進(jìn)位樹中都居中。

3、>　　本文先進(jìn)行單元模塊電路設(shè)計(jì)，然后搭建三種前置進(jìn)位樹，最后搭建三種樹形結(jié)構(gòu)前置進(jìn)位加法器。單元電路的設(shè)計(jì)，即進(jìn)位信號(hào)產(chǎn)生電路，進(jìn)位樹單元電路，和求和單元電路，都采用含有靜態(tài)泄露器的動(dòng)態(tài)電路。在進(jìn)位樹的搭建過程中，使用多米諾邏輯和自定時(shí)時(shí)鐘相結(jié)合的方法來減小競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)，增加時(shí)鐘的利用率并實(shí)現(xiàn)電路功能。
　　在Cadence平臺(tái)下，用XB0.35um工藝，設(shè)計(jì)32位高速前置進(jìn)位加法器。運(yùn)用仿真工具Spectre對(duì)電路仿真并進(jìn)行功能