全定制高性能的算術(shù)邏輯運(yùn)算單元的研究設(shè)計(jì).pdf

1、從理論和實(shí)踐上對一個(gè)40位的高性能算術(shù)邏輯部件（ALU）進(jìn)行了全定制設(shè)計(jì)。首先研究了高性能ALU的設(shè)計(jì)方法，對多種加法器進(jìn)行了性能比較，在超前加法器中提出了先行進(jìn)位理論與并行進(jìn)位理論的算法，此方向重在理論研究；接著在上述理論支持下，完整的設(shè)計(jì)了一款40位X-DSP處理器的ALU，重在實(shí)踐應(yīng)用。整個(gè)設(shè)計(jì)思路從部件算法、邏輯結(jié)構(gòu)、功能仿真驗(yàn)證、電路版圖設(shè)計(jì)等多個(gè)層次進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。論文的研究成果包括以下幾點(diǎn)： 1.理論上通過性能、速

2、度、面積等的對比設(shè)計(jì)了一款高性能的40位ALU（其中加法器以Kogge-stone樹為結(jié)構(gòu)構(gòu)造）。 2.實(shí)踐應(yīng)用中用“內(nèi)超外串”法（組內(nèi)超前進(jìn)位，組間串行進(jìn)位）設(shè)計(jì)了40位X-DSP處理器的ALU。同時(shí)在為了提高ALU的運(yùn)算速度，在此加法鏈之外，另行設(shè)計(jì)了一條低16位超前進(jìn)位加法鏈，采用了跳躍進(jìn)位的設(shè)計(jì)思想。 3.為了提高ALU的運(yùn)算速度和資源利用，設(shè)計(jì)了一個(gè)C16位，用以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成兩個(gè)16位的加法運(yùn)算或完成一