Design of High Speed and Low Power 32-bit Multiplier by using Compressor blocks in CNTFET Technology

Sam Daliri, Saeed and Javidan, Javad and Navi, Keivan (2015) Design of High Speed and Low Power 32-bit Multiplier by using Compressor blocks in CNTFET Technology. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (طراحی ضرب کننده 32 بیتی بسیار سریع و توان کم با استفاده از بلوک های کمپرسور بوسیله تکنولوژی نانولوله های کربنی)
Saeed Sam Daliri.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Nano Electronics is a branch of Nanotechnology. From the point of fabrication, the electrical devices with smaller area, higher speed and lower power consumption playe a crucial role in the world of technology. The CMOS transistor with smaller dimention has more leakage current and parasitic capacitors. Such issues can lead to increase power consumption, latency, and PDP of the whole system. The CNFET (carbon nanotube field-effect transistor) technology is a suitable candidate instead of CMOS technology. Exclusive-0R or XOR gate is a basic gate in digital circuits. Two important parameters in circuit design are, speed and power consumption.The main objective is to increase the speed and reduce the power consumption. In this paper a new three-input XOR gate is presented. All the transistors are CNTFETs. The design is simulated by using hspice software. In this simulation, the CNFET 32 nm technology is used. The proposed design is one of the most high-speed XOR logic gate, which has the minimum power consumption. The proposed design can be used to design the compressors which are adders to perform the partial product addition in multiplier trees. A Full Adder cell is the simplest compressor known as 3:2 compressor and can be used to design higher order compressors. The improvement in 3:2 compressor can be improved compressors with higher order. Multipliers have major role in the design of arithmetic and logi circuits,so the improvement in their speed and power consumption lead to improvement of the whole system. high order compressors are designed by using the proposed ful adder cell. Then by using these designs, 8, 16 and 32 bit multiplier cells has been considered and simulated. The obtained results of using the proposed designs are to reduce the parameters such as simplification of Wallace tree layout, interconnections, critical path length, occupied area of multipliers by using high order m:3 compressors. Keywords: 1.CNTFET Technology 2. Carbon nano tube 3. Xor gate 4.Compressor 5.Delay 6. Power consumption 7. 32-bit Multiplier

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: طراحی ضرب کننده 32 بیتی بسیار سریع و توان کم با استفاده از بلوک های کمپرسور بوسیله تکنولوژی نانولوله های کربنی
Persian Abstract: نانو الکترونیک شاخه‌ای از فناوری نانو است که از نظر ساخت وسایل الکترونیکی کوچک‌تر، سریع‌تر و کم‌مصرف¬تر نقش بسیار مهمی در تکنولوژی جهانی دارد. کوچکتر شدن ابعاد ترانزیستورهای سلیکونی رایج موجب ایجاد مشکلاتی از جمله ایجاد جریانات نشتی و خازن¬های پارازیتی می¬شود که بروز چنین مشکلاتی خود موجب افزایش توان مصرفی، تاخیر و افزایش حاضلضرب تاخیر در توان می¬گردد. تکنولوژی ترانزیستور اثر میدانی نانولوله کربنی (CNTFET) به عنوان یکی از جایگزین¬های تکنولوژی سلیکونی مطرح شده است که از نانولوله¬های کربنی بجای سیلیکون در کانال ترانزیستور استفاده می¬شود. گیت یای انحصاری(XOR) به عنوان یک گیت پایه¬ای مدارات الکترونیکی می¬باشد. از طرفی دو پارامتر مهم در طراحی مدارات، سرعت و توان مصرفی می¬باشند. هدف اصلی افزایش سرعت و کاهش توان مصرفی می¬باشد. در این رساله طرح جدیدی از گیت XOR سه ورودی پیشنهاد داده شده که تمامی ترانزیستورهای آن از نوع CNTFET طراحی شده است. این طرح با استفاده از نرم افزار Hspice شبیه¬سازی شده است. در این شبیه¬سازی از تکنولوژی CNTFET 32 نانومتر استفاده شده است. این طرح به عنوان یکی از سریعترین گیت¬های XOR منطقی می¬باشد که از حداقل توان مصرفی نیز بهره برده است. می¬توان از این طرح در طراحی کمپرسورها استفاده کرد که از آن¬ها نیز می¬توان در طراحی ضرب¬کننده¬ها استفاده کرد. از کمپرسورها برای جمع کردن ضرب های جزیی در ضرب کننده¬ها استفاده می¬شود. سلول تمام جمع¬کننده ساده-ترین کمپرسور است که کمپرسور 3:2 نامیده می¬شود. با آن می¬توان کمپرسورهای با مرتبه بالاتر طراحی کرد. بنابراین بهبود در کمپرسور 3:2 موجب بهبود در کمپرسورهای با مرتبه بالاتر می¬گردد. از طرفی ضرب¬کننده¬ها نقش اساسی در طراحی مدارهای حسابی و منطقی دارند بطوری که بهبود در سرعت و توان مصرفی آن¬ها موجب بهبود در سیستم کلی می¬شود. با استفاده از تمام جمع کننده پیشنهادی، کمپرسورهاي با طول بيت ورودي بزرگتر و در نهایت سلول¬های ضرب کننده سریع و کم مصرف 8، 16و 32 بیتی طراحی و شبیه¬سازی گردیده است. کاهش مراحل ساده¬سازی درخت والاس، کوتاه شدن مسیر بحرانی، کمتر شدن اتصالات میانی و کاهش مساحت اشغالی ضرب¬کننده¬ها با استفاده از کمپرسورهای مرتبه بالا m:3 نتایج بدست آمده از این طراحی¬ها می¬باشند. كليد واژه¬ها: 1. تکنولوژی نانولوله کربنی 2. ترانزیستور اثرمیدانی نانولوله کربنی 3. گیت یای انحصاری 4. کمپرسور 5. تاخیر 6. توان مصرفی 7. ضرب کننده32بیتی
Supervisor:
SupervisorE-mail
Javidan, JavadUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Navi, KeivanUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Electrical & Computer Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Electrical & Computer Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Electrical & Computer Engineering
Faculty of Engineering > Department of Electrical & Computer Engineering
Date Deposited: 16 Nov 2018 10:26
Last Modified: 16 Nov 2018 10:26
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/1883

Actions (login required)

View Item View Item