本文關(guān)鍵詞：基于Kogge-Stone算法與多米諾邏輯的64位高性能加法電路設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高性能計算技術(shù)對保障國家安全、促進科技進步、推動經(jīng)濟發(fā)展有著不可替代的重要作用,而加法器電路是CPU中最基本的運算電路,所以加法器的電路設(shè)計是非常重要的。本文在加法器的結(jié)構(gòu)和邏輯的選擇上,通過對比多種高速加法器,包括超前進位加法器、Kogge-Stone對數(shù)加法器、Brent-Kung加法器,最終選擇四進制Kogge-Stone樹結(jié)構(gòu)作為64位高速加法器的基本結(jié)構(gòu)；通過對比靜態(tài)CMOS邏輯、DCVSL邏輯和動態(tài)邏輯,最終選擇采用動態(tài)邏輯。文中的加法器采用層次化設(shè)計方法,進位產(chǎn)生與進位傳播電路、點操作電路和生成進位電路均采用動態(tài)結(jié)構(gòu),求和電路采用靜態(tài)結(jié)構(gòu)。文中詳細(xì)描述并設(shè)計了每一個電路單元,然后構(gòu)造進位樹結(jié)構(gòu),進而完成整個電路。本文采用了多種優(yōu)化方法來優(yōu)化電路。為了解決動態(tài)電路中的電荷泄漏問題,每個動態(tài)節(jié)點都放有電荷保持器,并優(yōu)化了保持器的尺寸；除了第一級動態(tài)電路以外,取消了動態(tài)邏輯中的求值晶體管,以減小面積,提高速度；設(shè)計了適合整體電路的時鐘樹結(jié)構(gòu),且使時鐘滿足動態(tài)多米諾邏輯的要求；根據(jù)最優(yōu)電源電壓的估算方法確定了本設(shè)計的工作電壓為1.2V；在每個模塊單元的設(shè)計中,通過調(diào)整晶體管的尺寸來獲得更高的性能。本文采用IBM0.18um工藝,使用Cadence中的仿真工具對電路進行仿真驗證,結(jié)果顯示Kogge-Stone加法器在時鐘頻率為1GHz時,延時為1.01ns,功耗為19.4mW。
【關(guān)鍵詞】：超前進位 多米諾邏輯 高速加法器 低功耗加法器 Kogge-Stone樹
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP332.21
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 加法器的背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 論文的主要內(nèi)容11-13
• 第2章 算法與邏輯13-26
• 2.1 加運算的算法分析與比較13-21
• 2.1.1 傳統(tǒng)加法器13-17
• 2.1.2 高速加法器17-20
• 2.1.3 算法對比與選擇20-21
• 2.2 CMOS邏輯電路性能分析與比較21-25
• 2.2.1 靜態(tài)互補CMOS21
• 2.2.2 DCVSL邏輯21-22
• 2.2.3 動態(tài)邏輯22-25
• 2.2.4 電路邏輯的比較與選擇25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第3章 64位加運算電路的設(shè)計與優(yōu)化26-46
• 3.1 加法器的總體結(jié)構(gòu)26-27
• 3.2 電源電壓的選擇27-28
• 3.3 單元電路的設(shè)計和優(yōu)化28-41
• 3.3.1 進位產(chǎn)生電路G30-32
• 3.3.2 進位傳播電路P32-33
• 3.3.3 進位樹單元電路設(shè)計和優(yōu)化33-38
• 3.3.4 求和電路的設(shè)計和優(yōu)化38-41
• 3.4 時鐘電路設(shè)計41-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第4章 整體電路設(shè)計與仿真46-51
• 4.1 進位樹結(jié)構(gòu)設(shè)計46-47
• 4.2 整體電路設(shè)計與仿真47-51
• 結(jié)論51-52
• 致謝52-53
• 參考文獻53-55

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙翠華;婁冕;張洵穎;沈緒榜;;一種改進的基于Kogge-Stone結(jié)構(gòu)的并行前綴加法器[J];微電子學(xué)與計算機;2011年02期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李泉龍;基于Kogge-Stone算法與多米諾邏輯的64位高性能加法電路設(shè)計[D];西南交通大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：基于Kogge-Stone算法與多米諾邏輯的64位高性能加法電路設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：486957