بازگشت به بانک اطلاعات پایان نامه ها
شماره دانشجویی : 930543092
نویسنده : علی راهنمایی
عنوان پایان نامه : طراحي یک ضرب کننده ی 32 بيتي سرعت بالا و توان مصرفي پايين مبتنی بر الگوریتم بوث با ساختار هیبریدی درخت والاس در فناوري 18/0 میکرومتر CMOS
دانشكده : دانشکده تحصیلات تکمیلی و مجتمع فنی
گروه تحصيلي : برق
رشته/گرایش تحصيلي : مهندسي برق- الكترونيك
مقطع تحصيلي : دکتری تخصصی
استاد راهنما (استاد مدعو) : , غلامرضا زارع فتین,
استاد مشاور (عضو هیات علمی مرکز) : عبداله اسکندریان, ,
چكيده : چکیده
به دلیل تأثیر مستقیم بر تأخیر مسیر بحرانی، ضرب کننده موازی بعنوان بخش مهمی از ميکرو پروسسور و پردازنده‌های سیگنال دیجیتال مطرح بوده و یکی از بلوک‌های اساسی در تعیین کارايي کل چيپ می‌باشد. از طرفی، با پيشرفتهای بوجود آمده در عرضه های مختلف علمی و تکنولوژی و با هدف بررسی فرآیندهای پيچيده که نياز به شبيه‌سازی‌های سنگين و زمانبر دارد، اهميت انجام سریع عمل ضرب کامپيوتری بيش از پيش نمايان مي‌گردد.
در کنار افزایش سرعت، فاکتور مهم دیگری که امروزه در طراحی مدارهای دیجیتال بسیار مهم می‌باشد، تمرکز بر کاهش توان مصرفی است. از آنجا که افزایش سرعت و کاهش توان در طراحی مدارات یک سیستم دیجیتال با یکدیگر به شدت در تضاد هستند، لذا در اکثر کارهای قبلی ارائه شده، تنها بهبود یکی از این دو پارامتر به عنوان هدف نهایی در طراحی دنبال شده است.
در این رساله، اساس کار بر بهینه سازی الگوریتم ضرب بنا نهاده شده تا با بهبود الگوریتم ضرب بوث، ساختار بهینه‌ای برای پیاده‌سازی ضرب کننده موازی ارائه گردد. برای رسیدن به این هدف، طراحی يك ضرب کننده 32 بیتی با استفاده از الگوریتم بوث تغییر یافته مورد بحث قرار گرفته و برای کاهش تعداد ردیف‌های حاصلضرب‌های جزئی با استفاده از ساختار درختی، سعی در طراحی مدارجدیدی برای کامپرسورهای 4 به 2 شده است.
فناوری مورد استفاده در این پژوهش پروسه 18/0 میکرومتر CMOSهمراه با ولتاژ تغذیه 8/1 ولت بوده است. برای بهبود ساختارهای انکدر-دیکدر بوث و کامپرسور 4 به 2، طراحی مداری در سطح ترانزیستور انجام شده است تا با کاهش تعداد ترانزیستورها و ارائه چینش جدیدی برای آنها، علاوه بر کاهش مصرف توان و سطح اشغالی بر روی تراشه، سرعت عملیات ضرب نیز بهبود یابد.
نتایج بدست آمده از شبیه سازی ها نشان دهنده عملکرد صحیح ساختارارائه شده و تأیید کننده فرضیات درنظر گرفته شده در طراحی سیستمی و مداری ساختار ضرب کننده می‌باشند. بر اساس نتایج حاصله، سیستم دارای عملکرد صحیح در فرکانس کاری 2 گیگاهرتز بوده و تأخیر مدار ضرب کننده 32 بیتی ارائه شده برابر 39/4 نانو ثانیه می‌باشد. تعداد ترانزیستورها استفاده شده و سطح اشغالی روی تراشه ضرب کننده ارائه شده نیز به ترتیب برابر 29859 و 0.825 میلی‌متر مربع می‌باشند. همچنین، شایان ذکر است که تعداد ترانزیستور مصرفی و تأخیر مدار انکدر – دیکدر بوث طراحی شده به ترتیب برابر 46 و 176 پیکو ثانیه بوده و برای کامپرسور 4 به 2 ارائه شده نیز به ترتیب برابر 58 ترانزیستور و 260 پیکو ثانیه می‌باشند.
كلمات كليدي : ضرب کننده موازی بوث، ساختار بوث انکدر-دیکدر، ساختار درختی کامپرسور 4 به 2، تأخیر پایین
تاريخ دفاع : 1397-07-28