【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机，具体地说是一种高效低功耗的近似乘法器设计方法及近似乘法器。
技术介绍
1、在当下的数据化时代，物联网和边缘计算的发展日益迅猛，其终端设备在硬件资源和供电方面上受到巨大的限制，所以人类社会对于新型低功耗运算单元的需求愈来愈迫切。因此，在确保电路功能正常运行的同时，低功耗设计受到了学术界和制造界的强烈关注。在这样的背景下，近似计算作为一种高效低功耗的计算范式应运而生并被广泛使用。乘法器硬件结构复杂,且通常位于数字系统的关键路径，因此采用近似计算。
2、现阶段近似计算的研究问题为电路硬件资源开销问题，随着集成电路的发展，功耗问题日益显著。
技术实现思路
1、本专利技术的技术任务是针对以上不足之处，提供一种高效低功耗的近似乘法器设计方法及近似乘法器，能够减少门电路器件并达到降低功耗的作用。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种高效低功耗的近似乘法器设计方法，包括
4、近似booth编码器单元，用以接受被乘数和乘数，按照基4booth编码算法生成部分积；
5、压缩树模块单元，用于利用压缩树对部分积进行压缩化简；
6、加法器阵列单元，用于通过进位加法器阵列化简得到最终的运算结果。
7、本方法在经典的基4booth编码器的基础上进行改进，使用一种近似booth的编码器实现降低部分积生成的延时，减少门电路器件并达到降低功耗的作用。首先根据乘数和被乘数用近似booth编码器
8、优选的，基4booth编码算法中部分积的计算公式如下：
9、
10、其中，ppij代表的是部分积阵列中第i行、第j列的部分积，{b2i+1、b2i、b2i-1}为乘数的任意相邻三位，{aj、aj-1}为被乘数的任意相邻两位。
11、根据该公式得到基4booth算法的门级电路图。
12、优选的，近似booth编码真值表如表1所示：
13、表1
14、
15、在表中，“0→1”代表的含义为编码器的输出值由1代替0；“1→0”所代表的含义为编码器的输出值由0代替1。
16、由于4个近似值由1代替0，2个近似值由0代替1。因此该近似booth编码器产生的近似值大于精确值，其误差偏离程度为正向，因此其产生的误差为正误差，约为18.75％。
17、进一步的，由所述近似booth编码真值表得到近似booth编码部分积计算公式：
18、
19、其中，appij表示的为所提出的近似booth编码器生成的第i行、第j列的部分积；aj为被乘数中的一位，b2i-1、b2i和b2i+1为乘数中的相邻三位。
20、因此，进一步可以得到近似booth的门级电路图。
21、优选的，i的取值范围为[0,3]，j的取值范围为[0,7]。
22、本专利技术还要求保护一种高效低功耗的近似乘法器，包括
23、近似booth编码器单元，用以接受被乘数和乘数，按照基4booth编码算法生成部分积；
24、压缩树模块单元，用于利用压缩树对部分积进行压缩化简；
25、加法器阵列单元，用于通过进位加法器阵列化简得到最终的运算结果。
26、优选的，基4booth编码算法中部分积的计算公式如下：
27、
28、其中，ppij代表的是部分积阵列中第i行、第j列的部分积，{b2i+1、b2i、b2i-1}为乘数的任意相邻三位，{aj、aj-1}为被乘数的任意相邻两位。
29、根据该公式得到基4booth算法的门级电路图。
30、优选的，近似booth编码真值表如表1所示：
31、表1
32、
33、在表中，“0→1”代表的含义为编码器的输出值由1代替0；“1→0”所代表的含义为编码器的输出值由0代替1。
34、进一步的，由所述近似booth编码真值表得到近似booth编码部分积计算公式：
35、
36、其中，appij表示的为所提出的近似booth编码器生成的第i行、第j列的部分积；aj为被乘数中的一位，b2i-1、b2i和b2i+1为乘数中的相邻三位。因此进一步可以得到近似booth的门级电路图。
37、本专利技术还要求保护一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法的步骤。
38、本专利技术的一种高效低功耗的近似乘法器设计方法及近似乘法器与现有技术相比，具有以下有益效果：
39、使用一种近似booth编码生成部分积，降低了实现该部分电路的延迟，减少了计算使用的门电路数量，降低了功耗。
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1.一种高效低功耗的近似乘法器设计方法，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的一种高效低功耗的近似乘法器设计方法，其特征在于，基4Booth编码算法中部分积的计算公式如下：
3.根据权利要求2所述的一种高效低功耗的近似乘法器设计方法，其特征在于，近似Booth编码真值表如表1所示：
4.根据权利要求3所述的一种高效低功耗的近似乘法器设计方法，其特征在于，由所述近似Booth编码真值表得到近似Booth编码部分积计算公式：
5.根据权利要求4所述的一种高效低功耗的近似乘法器设计方法，其特征在于，i的取值范围为[0,3]，j的取值范围为[0,7]。
6.一种高效低功耗的近似乘法器，其特征在于，包括
7.根据权利要求6所述的一种高效低功耗的近似乘法器，其特征在于，基4Booth编码算法中部分积的计算公式如下：
8.根据权利要求7所述的一种高效低功耗的近似乘法器，其特征在于，近似Booth编码真值表如表1所示：
9.根据权利要求8所述的一种高效低功耗的近似乘法器，其特征在于，由所述近似Bo
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种高效低功耗的近似乘法器设计方法，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的一种高效低功耗的近似乘法器设计方法，其特征在于，基4booth编码算法中部分积的计算公式如下：
3.根据权利要求2所述的一种高效低功耗的近似乘法器设计方法，其特征在于，近似booth编码真值表如表1所示：
4.根据权利要求3所述的一种高效低功耗的近似乘法器设计方法，其特征在于，由所述近似booth编码真值表得到近似booth编码部分积计算公式：
5.根据权利要求4所述的一种高效低功耗的近似乘法器设计方法，其特征在于，i的取值范围为[0,3]，j的取值范围为[0,7]。
【专利技术属性】
技术研发人员：许桂龙，赵鑫鑫，高晨，姜凯，
申请(专利权)人：山东浪潮科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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