System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于基-4Booth编码和改进Wallace压缩树的乘法器制造技术_技高网

一种基于基-4Booth编码和改进Wallace压缩树的乘法器制造技术

技术编号:44459459 阅读:2 留言:0更新日期:2025-02-28 19:07
本发明专利技术涉及一种基于基‑4Booth编码和改进Wallace压缩树的乘法器,包括部分积生成模块:通过采用Radix‑4Booth算法将输入乘数重新编码为多个部分积,形成紧凑的部分积阵列;部分积压缩模块:通过利用改进的Wallace树压缩结构,通过两种压缩器对部分积进行快速压缩,降低计算路径延迟;最终求和模块:使用高速加法器对压缩后的部分积进行求和,得到最终的乘法结果。本发明专利技术采用基‑4Booth编码算法,使部分积阵列排列规则,减少了电路面积,采用新的3‑2与4‑2压缩器相混合的树型压缩结构来实现Wallace树,提高了压缩效率并降低关键延迟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子器件领域,尤其涉及一种基于基-4booth编码和改进wallace压缩树的乘法器。


技术介绍

1、乘法器被广泛应用于数字系统中,通常存在功耗高和延迟长的问题;目前的高效和低功耗乘法器算法和架构主要有booth和wallace树结构两种。booth算法通过对乘数的连续位进行编码,生成加减操作以减少部分积的数量,从而提升乘法速度。常见的有基于radix-4和radix-8的booth算法,适用于处理带有较多连续相同位的数。wallace树形结构采用并行处理和多级压缩来提高乘法运行速度,通过生成部分积矩阵,然后采用树形结构的多级加法器压缩部分积,最终使用高速乘法器求和得到乘法结果。但是,现有乘法器的加法器数量多,结构复杂,部分积生成和压缩过程中依然存在较大的资源消耗和延迟问题。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点,提供了一种基于基-4booth编码和改进wallace压缩树的乘法器,解决了现有技术存在的不足。

2、本专利技术的目的通过以下技术方案来实现:一种基于基-4booth编码和改进wallace压缩树的乘法器,所述乘法器包括部分积生成模块、部分积压缩模块和最终求和模块;

3、所述部分积生成模块:通过采用radix-4 booth算法将输入乘数重新编码为多个部分积,形成紧凑的部分积阵列;

4、所述部分积压缩模块:通过利用改进的wallace树压缩结构,通过两种压缩器对部分积进行快速压缩,降低计算路径延迟;p>

5、所述最终求和模块:使用高速加法器对压缩后的部分积进行求和,得到最终的乘法结果。

6、所述radix-4 booth算法对乘数重新编码,并且产生相应的控制信号,根据乘数的数量按照每三位乘数作为一组,每两组重叠一位的方式进行分组,每组按照b=bn-1×(-2)n-1+bn-2×2n-2+…+b1×21+b0×20+b-1的方式进行编码,其中,b表示乘数。

7、所述两种压缩器包括进位保留加法器和带进位的一位全加器,两种压缩器的关键路径上都有2个xor门的延时。

8、所述改进的wallace树压缩结构由两个进位保留加法器和两个带进位的一位全加器组成;部分积生成模块产生p0-p8一共8个部分积,p0和p1部分积加1后输入到第一进位保留加法器,p1部分积直接输入到第一进位保留加法器,p3-p5部分积输入到第二进位保留加法器,两个进位保留加法器均输入到第一带进位的一位全加器,第一带进位的一位全加器和p6和p7部分积输入到第二带进位的一位全加器。

9、本专利技术具有以下优点:一种基于基-4booth编码和改进wallace压缩树的乘法器,采用基-4booth编码算法,使部分积阵列排列规则,减少了电路面积,采用新的3-2与4-2压缩器相混合的树型压缩结构来实现wallace树,提高了压缩效率并降低关键延迟。

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【技术保护点】

1.一种基于基-4Booth编码和改进Wallace压缩树的乘法器,其特征在于:所述乘法器包括部分积生成模块、部分积压缩模块和最终求和模块;

2.根据权利要求1所述的一种基于基-4Booth编码和改进Wallace压缩树的乘法器,其特征在于:所述Radix-4 Booth算法对乘数重新编码,并且产生相应的控制信号,根据乘数的数量按照每三位乘数作为一组,每两组重叠一位的方式进行分组,每组按照B=Bn-1×(-2)n-1+Bn-2×2n-2+…+B1×21+B0×20+B-1的方式进行编码,其中,B表示乘数。

3.根据权利要求1所述的一种基于基-4Booth编码和改进Wallace压缩树的乘法器,其特征在于:所述两种压缩器包括进位保留加法器和带进位的一位全加器,两种压缩器的关键路径上都有2个XOR门的延时。

4.根据权利要求3所述的一种基于基-4Booth编码和改进Wallace压缩树的乘法器,其特征在于:所述改进的Wallace树压缩结构由两个进位保留加法器和两个带进位的一位全加器组成;部分积生成模块产生P0-P8一共8个部分积,P0和P1部分积加1后输入到第一进位保留加法器,P1部分积直接输入到第一进位保留加法器,P3-P5部分积输入到第二进位保留加法器,两个进位保留加法器均输入到第一带进位的一位全加器,第一带进位的一位全加器和P6和P7部分积输入到第二带进位的一位全加器。

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【技术特征摘要】

1.一种基于基-4booth编码和改进wallace压缩树的乘法器,其特征在于:所述乘法器包括部分积生成模块、部分积压缩模块和最终求和模块;

2.根据权利要求1所述的一种基于基-4booth编码和改进wallace压缩树的乘法器,其特征在于:所述radix-4 booth算法对乘数重新编码,并且产生相应的控制信号,根据乘数的数量按照每三位乘数作为一组,每两组重叠一位的方式进行分组,每组按照b=bn-1×(-2)n-1+bn-2×2n-2+…+b1×21+b0×20+b-1的方式进行编码,其中,b表示乘数。

3.根据权利要求1所述的一种基于基-4booth编码和改进wallace压缩树...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋国宾马琪
申请(专利权)人:杭州电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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