文档介绍：高性能算术逻辑部件研究与全定制设计迥晔辉工学硕士学位论文型:羞篮匿选数控国防科学技术大学研究生院二指导教师硕士生姓名分类号王殴丝叠最学号霶密级
摘要高性能算术逻辑部件,并对该部件的测试方法进行研究。论文研究成果包括以下几点:算术逻辑部件作为微处理器中最重要和最常用的运算部件之一,它的速度与功耗对整个微处理器性能具有很大的影响。采用全定制方法设计的算术逻辑部件速度快、功耗低、面积小,具有广泛的应用价值和重要的实践意义。本文研究了高性能算术逻辑部件的全定制设计方法。文章从部件的算法、逻辑结构、电路参数、物理版图等多个层次进行设计优化,在艏ひ障率迪至艘豢一、提出“性能向量”的概念,用来定量衡量核心加法器的性能;根据“性能向量”的理论指导,构造出一种优化的高速并行加法器算法,该算法结合了并行前缀与进位选择加法器算法的优点,具有较好的综合性能;二、使用“逻辑功效”对电路关键路径进行理论分析,依此确定晶体管理论上的最佳尺寸;在此基础上采用静态时序分析对电路模拟分析,进一步优化调整尺寸,并总结出基于时序分析的电路优化算法。结果证明,这种理论与实际结合的优化策略具有较好的效果;三、典型条件下,所实现版图关键路径延时鳎骄危嫱济婊锏搅私闲〉难邮薄⒐暮兔婊四、针对所设计的算术逻辑部件,研究了一种独特的内建自测试方法,只需较少的测试向量就可实现该部件サ墓收细哺锹剩哂泻芨叩男屎徒系偷拇邸关键词:算术逻辑部件,加法器,并行前缀,性能向量,逻辑功效,静态时序分析内建自测试,全定制设计国防科学技术大学研究生院学位论文第
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图目录图算术逻辑部件性能发展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..串行进位加法器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图进位跳跃加法器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图进位选择加法器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一怀敖荒?椤图超前进位加法器.:⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图并行前缀加法器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图几种加法器速度比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图几种加法器面积比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图加法器三步操作示意⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图白涸怂惚硎镜拇屑臃ㄆ鳌图⑿星白杭臃ㄆ魇疽狻图娇槿堑ピP藕帕印图娇榈ピDP汀图餍徒峁埂飖树型结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯~餍徒峁埂甤树型结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯树型结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图酗【琹,餍徒峁埂图性能向量的三维图表示⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图本文设计的位高速加法器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图关键路径与非关键路径⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图疚奶岢龅慕峁乖谛阅芟蛄客贾械奈恢谩图输入输出接口⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图移位器逻辑结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图算术逻辑部件总体结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图前缀运算和缓冲单元逻辑⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯~图改进后的前缀运算单元⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一淮屑臃ㄆ髀呒晃!癘”⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.淮屑臃ㄆ髀呒晃!”⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.国防科学技术大学研究生院学位论文指针加⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图左移指针加⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.第⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.“.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
图增加级数以减小晶体管尺寸⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图缏返髡昂蟛问橐换冉稀图移位器电路实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯,图异或逻辑的电路结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图归一化延时与电气功效的关系⋯⋯⋯⋯..图加法器电路结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图加法器关键路径⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图加法器和选择电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图与或非、或与非门及其逻辑功效⋯⋯⋯..图蔡毙蚍治鲈怼图呕昂髎模拟结果比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图算术逻辑部件版图布局规划⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.晃黄峁褂氚嫱际迪帧图电源、地线设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图算术逻辑部件整体版图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图算术逻辑部件关键路径D饨峁图全定制与半定制设计比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图加法器性能参数横向比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图线性反馈移位寄存器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图特征分析寄存器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图算术逻辑部件内建自测试结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.国防