Ahmadloo, Amir and Zare Fatin, Gholamreza and Javidan, Javad (2018) Design and FPGA implementation of a high speed and low power 64-bit adder. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.
|
Text (طراحی و پیاده سازی بر روی FPGA یک جمع کننده 64 بیتی با سرعت بالا و توان مصرفی پایین)
Amir Ahmadloo.pdf Download (596kB) | Preview |
Abstract
In this thesis, two new adder architectures are presented which introduce new arrangement for the node connections in the structure of parallel prefix adders. The first proposed adder was obtained by combining the vertical first half of the Ladner-Fischer adder and the second half of the Brent-Kung adder so that the number of steps in the critical pathway and, as a result, the propagation delay were reduced. This improvement was accompanied by a slight increase in power consumption, but ultimately the value of the PDP (Power-Delay Product) was reduced. The efficiency of this adder improves with larger number of the input bits. The results of simulations For the firot proposed adder have shown that the value of the PDP was reduced about 6% in 16 bit, 18% in 32 bit, and 40% in 64 bit input. In the second proposed adder, by vertical integration of the first half, adder of the Kogge-Stone adder and the second half of the Sklansky adder the number of nodes and connections in the second half and also the power consumption of this architecture has been reduced. The amount of fan-out capacity has also decreased in compared to the Sklansky adder. The results of the simulations for the PDP of the second proposed adder show an improvement of about 17% for 16-bit, 21% for 32-bit and 25% for the 64-bit inputs. All simulations have been performed in CMOS 45nm technology and with the Hspice software. The result of the simulations have shown that the proposed adders are better than traditional tree adders.
Item Type: | Thesis (Masters) | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Persian Title: | طراحی و پیاده سازی بر روی FPGA یک جمع کننده 64 بیتی با سرعت بالا و توان مصرفی پایین | ||||||
Persian Abstract: | در این تحقیق به کمک چینش سلولها در ساختار جمع¬کننده¬های پیشوند موازی (PPA)، دو نوع معماری جمع¬کننده جدید ارائه شده است. جمع¬کننده¬ پیشنهادی اول با تلفیق عمودی نیمه اول جمع¬کننده¬ Ladner-Fischer و نیمه دوم جمع¬کننده¬ Brent-Kung بدست آمده است. در واقع اصلاح اتصالات گره¬های محاسباتی ایجاد شده در سطوح میانی مبتنی بر تغییر ساختار جمع¬کننده¬ باعث کاهش طبقات منطقی موجود در راستای مسیر بحرانی و لیکن در نتیجه کاهش تاخیر انتشار شده است. این بهبودی با اندکی افزایش در توان مصرفی همراه بوده است، در نهایت حاصل ضرب توان مصرفی در تاخیر انتشار (PDP) کاهش داشته است. میزان کارایی این جمع¬کننده با افزایش تعداد بیت ورودی بهبود یافته و نمود بهتری پیدامی¬کند. نتایج شبیه سازی¬ها نشان می¬دهد که مقدار کاهش PDP در جمع¬کننده پیشنهادی اول، به اندازه 6% در ورودی 16 بیت، 18% در 32 بیت و 40% در 64 بیت در مقایسه با جمع¬کننده Ladner-Fischer بوده است. در جمع کننده پیشنهادی دوم با تلفیق عمودی نیمه اول جمع¬کننده¬ Kogge-Stone و نیمه دوم جمع¬کننده¬ Sklansky تعداد گره¬ها و اتصالات در نیمه دوم کمتر شده و در نتیجه مصرف توان در این نوع معماری کاهش یافته است. مقدار گنجایش خروجی (Fan-out) نیز در نیمه¬ی اول نسبت به جمع کننده¬ Sklansky کاهش یافته است. نتایج شبیه سازیها برای PDP جمع¬کننده پیشنهادی دوم، بهبودی در حدود 17% برای ورودی 16 بیت، 21% برای ورودی 32 بیت و 25% برای ورودی 64 بیت در مقایسه با جمع¬کننده Kogge-Stone را نشان می¬دهد. تمام شبیه سازی¬ها با تکنولوژی 45 نانومتر CMOS و به کمک نرم افزار Hspice انجام شده است. نتایج شبیه سازیها نشان می¬دهد که جمع¬کننده¬های پیشنهادی، در مقایسه با جمع¬کننده-های درختی متداول دارای کارآیی بیشتر بوده و بهبود یافته¬اند. | ||||||
Supervisor: |
|
||||||
Advisor: |
|
||||||
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: | 28 Sep 2018 10:49 | ||||||
Last Modified: | 18 Oct 2018 18:17 | ||||||
URI: | http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/80 |
Actions (login required)
![]() |
View Item |