• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.34 no.8
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• pp.327-336
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• 2007

Lots of effort toward design optimizations have been paid for a cost-effective system design in various ways from a transistor level to RTL designs. In this paper, we propose a bit level optimization of an adder design for expanding its design space. For the bit-level optimization, a heterogeneous adder organization utilizing a mixture of carry propagation schemes is proposed to design a delay-area efficient adder which were not available in an ordinary design space. Then, we develop an optimization method based on Integer Linear Programming to search the expanded design space of the heterogeneous adder. The novelty of the Proposed architecture and optimization method is introducing a bit level reconstruction/recombination of IPs which have same functionality but different speed and area characteristics for producing more find-grained delay-area optimization.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.06a
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• pp.319-321
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• 2006

본 논문에서는 다양한 캐리 전달 방식(carry propagation scheme)이 단일 가산기 설계를 위하여 복합적으로 사용되는 가산기 구조물 제안하며. 이를 통하여 보다 향상된 delay-area trade-off 점들을 갖는 설계공간을 생성한다. 제안된 구조의 가산기는 각기 다른 캐리전달 방식의 하부 가산기 블록들을 캐리 입/출력 신호를 선형으로 연결한 구조이며, 기존의 단일 캐리전달 방식의 가산기와 달리, 다양한 delay-area trade-off 특성을 갖는 여러 종류의 캐리전달 방식을 비트 수준에서 조합하여 사용함으로써 보다 섬세한 delay-area 설계공간을 생성해낼 수 있다. 그러나, 제안된 가산기 구조의 설계공간은 다양한 캐리전달 방식이 비트 수준에서 할당되므로, 할당가능한 설계 조합은 설계하고자 하는 가산기의 비트 폭과 고려하는 캐리전달 방식의 수에 비례하여 폭발적으로 증가하게 된다. 따라서, 제안된 가산기의 효율적이며, 자동화된 설계공간 탐색 방범이 요구된다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위하여 정수 선형 프로그래밍 (Integer Linear Programming, ILP) 방법을 이용하여 제안한 가산기의 최적화 문제를 형식화함으로써 효과적인 설계공간의 탐색 방법을 제안하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.39 no.9
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• pp.55-61
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• 2002

Using the carry-select adder scheme, an adder with small number of stages can be operated as fast as an adder with large number of stages. In this paper, a 4-block 5-stage 32-bit pipelined carry-select adder is designed and implemented. The proposed adder operates as fast as a conventional 16-stage 32-bit pipelined adder while the number of registers required is nearly same as a conventional 4-stage pipelined adder. This adder is operated at 1.67GHz clock frequency in a standard 0.25um CMOS technology with 2.5 V supply voltage.

• Proceedings of the IEEK Conference
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• 1998.06a
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• pp.843-846
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• 1998

산술연산을 수행하는 가산기는 ALU(arithmetic logic unit)의 성능을 좌우하는데 매우 중요한 역할을 하며, 어떠한 캐리 생성 방식을 사용하는냐에 따라 그 성능이 결정될 수 있다. RCA(Ripple carry adder)는 간단하고, 쉬운 설게로 널리 사용되자만, 캐리의 전파지연 문제로 인해 고속의 가산기 응용에의 부적합하다. 또한, CLA(carry lookahead adder)방식의 가산기는 캐리의 지연시간이 가산기의 단수와 무관하므로, 연산속도를 높일 수 있는 장점이 있지만 더하고자 하는 bit의 수가 클수록 회로가 매우 복잡해지는 큰 단점을 가지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 간단하면서도 성능이 우수한 64bit 가산기를 설계하고 시뮬레이션을 통하여 설계된 회로의 우수성을 증명하였다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.29 no.5A
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• pp.554-565
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• 2004

In this paper, we implement single cycle and multi cycle adders. We can compare area and time by using the implemented adders. The size of adders is 64, 128, 256-bits. The architecture of hybrid adders is that the carry-out of small adder groups can be interconnected by utilizing n carry propagate unit. The size of small adder groups is selected in three formats - 4, 8, 16-bits. These adders were implemented with Verilog HDL with top-down methodology, and they were verified by behavioral model. The verified models were synthesized with a Samsung 0,35(um), 3.3(V) CMOS standard cell library while a using Synopsys Design Compiler. All adders were synthesized with group or ungroup. The optimized adder for a Crypto-processor included Smart Card IC is that a 64-bit RCA based on 16-bit CLA. All small adder groups in this optimized adder were synthesized with group. This adder can operate at a clock speed of 198 MHz and has about 961 gates. All adders can execute operations in this won case conditions of 2.7 V, 85 $^{\circ}C$.

• The Transactions of the Korea Information Processing Society
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• v.5 no.11
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• pp.2980-2988
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• 1998

This paper describes the design of asynchronous adders based on carry selection and carry bypass techniques. The designs are faster than existing asynchronous adders which are based on ripple carry technique. It is caused by reducing the carry transfer time by using carry selection and carry bypass techniques. Also, the design uses tree structure to reduce the completion sensing time. The proposed adders are designed with CMOS domino logic and experimented with HSPICE simulator. Experimental results show that the proposed adders can be faster about 50% in average cases than previous ripple carry adders.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.51 no.9
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• pp.67-74
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• 2014

This paper presents a memristor-CMOS based RBSD adder. Conventional RBSD adders suffer bigger hardware due to the extra logic handling larger number of bits. The purpose of this paper is to improve the silicon surface area and the computation delay of conventional RBSD adders. The proposed method employs memristor-CMOS based circuit. The implementation results shows that the proposed memristor-CMOS based RBSD adder saves the cell area by 45%, and reduces time delay 24% compared to conventional RBSD adders. The proposed RBSD adder design can bring further area saving for large scale designs.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.15 no.2
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• pp.9-18
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• 2010

High performance is required with small size and low power in the mobile embedded system. A CORDIC algorithm can compute transcendental functions effectively with only small adders and shifters and is suitable one for the mobile embedded system. However CORDIC unit has performance degradation according due to iterative inter-rotations. Adder design is an important design unit to be optimized for a high performance and low power CORDIC unit. It is necessary to explore the design space of a CORDIC unit considering trade-offs of an adder unit while satisfying delay, area and power constraints. In this paper, we suggest a CORDIC architecture employing a heterogeneous adder and an optimization methodology for producing better optimal tradeoff points of CORDIC designs.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2011.11a
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• pp.62-65
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• 2011

FPGA는 대용량의 게이트를 지원하는 하드웨어를 프로그램 할 수 있는 디바이스이다. ASIC을 위해 설계된 로직은 칩으로 제조되기 전에 검증 과정을 거친다. 이 검증 과정에서 시뮬레이션의 한계를 극복하기 위해 FPGA를 사용한 에뮬레이션 방법을 많이 채택한다. 에뮬레이션 과정에서 ASIC의 동작 속도로 검증하는 것이 바람직하지만 FPGA의 특성상 ASIC과 같은 속도로 동작하기는 쉽지 않은 것이 현실이다. 본 논문에서는 HDL 코딩 방법에 따른 FPGA의 성능 민감도를 실험하였다. 실험 및 평가를 위해 다양한 알고리즘을 가진 가산기를 이용하였고 각 가산기 종류와 비트수에 따라 Verilog-HDL을 이용하여 코딩하였으며 대표적인 FPGA 제조사(Altera와 Xilinx)별, 디바이스별로 동작 속도와 자원 사용량을 측정하였다. 실험 결과 FPGA 제조사별로 다른 경향을 보임을 확인하였다. 성능 면에서는 비트별로 다소 차이는 있지만 Altera 디바이스에서는 Ripple Carry, Carry Lookahead 가산기보다 Prefix 가산기의 성능이 우수하게 나왔다. Xilinx 디바이스에서는 예상과 달리 가산기들 사이의 성능 차이가 크게 나지 않았으며 Ripple Carry, Carry Lookahead 가산기가 Prefix 가산기보다 높은 성능을 보이는 경우도 있었다. 비용 면에서는 디바이스별로 큰 차이가 나지 않았으며 ASIC과 비슷한 성능 민감도를 보였다. 그리고 각 제조사에서 제공하는 IP(Intellectual Property) Core를 사용했을 경우는 대부분의 디바이스에서 우수한 성능을 보여 주었다. TSMC 90nm 공정 기술로 제작한 ASIC과 IP Core를 비교했을 때는 ASIC의 성능이 4배 정도 우수한 것으로 나타났다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.13 no.9
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• pp.1837-1844
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• 2009

In this paper, the circuit of 2 variable ternary adder and multiplier circuit using current mode CMOS are implemented. The presented ternary adder circuit and multiplier circuit using current mode CMOS are driven the voltage levels. We show the characteristics of operation for these circuits simulated by HSpice. These circuits are simulated under $0.18{\mu}m$ CMOS standard technology, $5{\mu}A$ unit current in $0.54{\mu}m/0.18{\mu}m$ ratio of NMOS length and width, and $0.54{\mu}m/0.18{\mu}m$ ratio of PMOS length and width, and 2.5V VDD voltage, MOS model Level 47 using HSpice. The simulation results show the satisfying current characteristics. The simulation results of current mode ternary adder circuit and multiplier circuit show the propagation delay time $1.2{\mu}s$, operating speed 300KHz, and consumer power 1.08mW.