加法器和乘法器电路实现和算法省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

6.1引言1/39Topics芯片及子系统子系统优化2/39芯片是由多个子系统组合而成子系统优化能够从几个层次着手版图，能够降低寄生参数电路，采取先进电路降低延时逻辑，能够重组逻辑来降低延时存放器传输及以上层次，如：流水线和恰当编码

引言3/396.2组合移位器4/39Shifters是一个非常有用算术运算器基于锁存器移位器一个周期只能移动一位一个周期要移动多位需要复杂结构5/39FunnelShifter输入2n位数据和n位控制信号，并产生n位输出6/397/396.3加法器8/39Adder一位全加器能够由真值表得到：si=aiXORbiXORcici+1=aibi+aici+biciripple-carryadder(逐步进位加法器)carrylookaheadadder（超前进位加法器）carry-skipadder（进位旁路加法器）carry-selectadder（进位选择加法器）manchestercarryadder（曼彻施特进位链）serialadder（串行加法器）9/39FullAdder10/39ripple-carryadder11/39Carrylookaheadadder传输变量和生成变量Pi=ai+biGi=aibi全加器和和进位公式si=ciXORPiXORGici+1=Gi+Pici12/39Carrylookaheadadder13/39Carrylookaheadadder14/39Carrylookaheadadder15/39Carrylookaheadadder16/39Carry-skipadder形成旁路条件是每位传输变量p取值为真减小第一组和最终一组长度来提升速度17/39Carry-skipadder18/39Carry-selectadder按照进位输入不一样取值来去选择速度比较快，不过以牺牲面积为代价19/39Manchestercarryadder经过预充电来提升进位链速度20/39Manchestercarryadder21/39Serialadder是一个高速算术方法，普通用在对计算速度要求比较高不过空转时间要求不高场所数据格式（第一个是LSB）22/39SerialadderLSB信号用来去除进位存放器23/39加法器功耗通常运算速度越慢加法器功耗越低进位旁路加法器是个例外，它要比逐位进位加法器功耗要低24/396.5乘法器25/39Arraymultiplier26/39Arraymultiplier27/39Arraymultiplier28/39Arraymultiplier对于有符号数乘法，我们能够采取以下等式29/39Arraymultiplier30/39Arraymultiplier31/39Topics32/39BoothencodingBoothencoding能够减小部分积数目（N+1/2），从而缩小面积，提升运算速度。33/39Boothencoding34/39Boothencoding一个简单booth算法电路实现35/39Wallacetree能够有效降低加法器数目，比常规计算速度更加快能够和booth算法结合起来共同提升运算速度36/39Wallacetree以8位无符号数来说明Wallacetree算法

长方形代表全加器，圆形代