• 한국통신학회논문지
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• 제27권3C호
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• pp.256-262
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• 2002

본 논문에서는 sign estimation technique (3)을 기초로 한 radix-4 모듈라 곱셈 알고리즘을 제안한다. Sign estimation technique은 carry와 sum의 형태로 표현되는 수에서 부호를 알아내는 것이다. 이 방법은 5비트 carry look-ahead adder로 구현이 가능하다. RSA와 같은 암호화 시스템에서는 모듈라 곱셈이 하드웨어의 성능을 좌우한다. 제안한 알고리즘은 modulus가 n 비트인 경우, 모듈라 곱셈 수행시 일반적인 알고리즘의 약 반 클럭 (n/2+3) 사이클만 필요하다. 그래서 매우 큰수의 modulus 사용하는 RSA 암호시스템에서 모듈라 멱승 연산에 매우 효율적이다. 또한 모듈라 곱셈의 하드웨어 성능을 향상하기 위해, CSA (Carry Save Adder)의 맨 마지막 출력에 사용되는 CPA (Carry Propagation Adder) 대신 고속 덧셈기(7)를 사용하였다. 모듈라 멱승 계산이 n 클럭이 소요되는 RL binary 방법을 적용하여 1024 비트 데이터를 RSA 암호화하는데 n(n/2+3) 클럭 사이클만 소요된다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.35-44
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• 2002

본 논문에서는 Radix-$2^k$ 모듈라 곱셈 알고리즘 기반의 고속 RSA 지수승 연산기의 구현 방법을 제시하고 검증하였다. Radix-$2^k$ 모듈라 곱셈 알고리즘을 구현하기 위해 Booth receding 연산 알고리즘을 사용하였으며 최대 radix-16 연산을 위해 2K-byte 메모리와 2개의 전가산기와 3개의 반가산기의 지연을 갖는 CSA(carry-save adder) 어레이를 사용하였다. CSA 어레이 출력인 캐리와 합을 고속으로 가산하기 위해 마지막 덧셈기로써 캐리 발생과 지연시간이 짧은 가상 캐리 예측 덧셈기(pseudo carry look-ahead adder)를 적용하였다. 또한, 주어진 공정에서 동작 주파수와 처리량의 관계를 통해 Radix-$2^k$에서 설계 가능한 radix 값을 제시하였다. Altera FPGA EP2K1500E를 사용하여 기능을 검증한 후 삼성 0.35$\mu\textrm{m}$ 공정을 사용하여 타이밍 시뮬레이션을 하였으며 radix-16 모듈라 곱셈 알고리즘을 사용할 경우 모듈라 곱셈에 (n+4+1)14 의 클럭을 사용하여 1,024-bit RSA를 처리하는데 50MHz에서 5.38ms의 연산 속도를 측정하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.77-83
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• 2000

This paper presents a new modular multiplier for Montgomery multiplication using iterative small carry save adder. The proposed multiplier is more flexible and suitable for long bit multiplication due to its scalable property according to design area and required computing time. We describe the word-based Montgomery algorithm and design architecture of the multiplier. Our analysis and simulation show that the proposed multiplier provides area/time tradeoffs in limited design area such as IC cards.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권1호
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• pp.67-74
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• 2000

개선된 조건 합 가산기를 이용한 저전력 고속 $54{\times}54$-bit 곱셈기를 설계했다. 지연시간을 감소시키기 위해, Booth's Encoder 없이 높은 압축 율을 갖는 압축기들과 Carry 발생블록을 분리시킨 108-bit 조건 합 가산기를 제안하였다. 또한, 지연시간과 전력소모를 최적화하기 위해 패스 트랜지스터로직을 사용한 설계기법을 제안하였다. 제안된 곱셈기는 기존 곱셈기구조에 비해 약 12%의 지연시간과 5%의 전력소모가 감소하였으며, 0.65${\mu}m$ CMOS(Single-poly, triple-metal)공정을 사용하여 $6.60{\times}6.69mm^2$의 칩 크기와 공급전압 3.3V에서 13.5ns의 지연시간을 갖는다.

• 전자공학회논문지C
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• 제34C권11호
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• pp.47-55
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• 1997

In general, processing flow of the conventional floating-point multiplication consists of either multiplication, addition, normalization, and rounding stage of the conventional floating-point multiplier requries a high speed adder for increment, increasing the overall execution time and occuping a large amount of chip area. A floating-point multiplier performing addition and IEEE rounding in parallel is designed by using the carry select addder used in the addition stage and optimizing the operational flow based on the charcteristics of floating point multiplication operation. A hardware model for the floating point multiplier is proposed and its operational model is algebraically analyzed in this paper. The proposed floating point multiplier does not require and additional execution time nor any high spped adder for rounding operation. Thus, performance improvement and cost-effective design can be achieved by this suggested approach.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제9권4호
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• pp.435-440
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• 2011

This paper propose the method of constructing the highly efficiency adder and multiplier systems over finite fields. The addition arithmetic operation over finite field is simple comparatively because that addition arithmetic operation is analyzed by each digit modP summation independently. But in case of multiplication arithmetic operation, we generate maximum k=2m-2 degree of ${\alpha}^k$ terms, therefore we decrease k into m-1 degree using irreducible primitive polynomial. We propose two method of control signal generation for the purpose of performing above decrease process. One method is the combinational logic expression and the other method is universal signal generation. The proposed method of constructing the highly adder/multiplier systems is as following. First of all, we obtain algorithms for addition and multiplication arithmetic operation based on the mathematical properties over finite fields, next we construct basic cell of A-cell and M-cell using T-gate and modP cyclic gate. Finally we construct adder module and multiplier module over finite fields after synthesizing ${\alpha}^k$ generation module and control signal CSt generation module with A-cell and M-cell. Next, we constructing the arithmetic operation unit over finite fields. Then, we propose the future research and prospects.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제2권6호
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• pp.969-973
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• 1995

본 논문에서는 기존의 병렬 승산기 어레이에서 사용된 CSA(carry select adder) 셀 구조를 수정하여 승산시간을 감소하는 새로운 병렬 승산기 어레이를 제안한다. MCSA(modified CSA)의 입력에 가수와 피가수가 자리올림보다 먼저 인가된다. 그리고 자리올림 전달 가산기를 위하여 DCSA(doubled inverted imput CSA)를 설계하여 최종 승산항 다음에 추가한다. 제안된 안은 MCSA와 DCSA를 사용하여 설계하고 모의실험을 한다. 회로의 크기는 기존의 CAS셀을 사용한 기존의 승산기 어레이에 비하여 약 13% 증가했지만 연산시간은 약 52% 감소함을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권4호
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• pp.223-230
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• 2006

가산기를 이용하여 몽고메리 곱셈을 수행하는 모듈라 곱셈기를 구현하는 방법은 선택한 가산기의 종류에 따라 달라진다. 가산기로 CPA를 사용하는 경우는 캐리 전파 문제가 발생되며, CSA를 사용하는 경우는 최종 결과 보정이 요구된다. 다정도 CSA는 CSA와 CPA를 접목함으로써 이 두 문제를 동시에 해결한 방식이다. 본 논문에서는 기존의 다정도 CSA의 캐리 체인 구조를 변경함으로써, 하드웨어 자원과 수행시간을 동시에 감소시킨 새로운 방식을 제안하였다. 결과적으로, 모듈라 곱셈기를 반복 사용하여 큰 정수의 곱셈과 멱승을 수행하는 모듈을 기존의 방식보다 더 빠르고 더 작게 구현할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.2039-2044
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• 2008

FIR 필터, DCT, FFT와 같은 디지털 신호처리 응용에서 다중 고정 계수 곱셈의 효율적인 하드웨어 구현문제에 자주 접하게 된다. 고정계수 곱셈기 설계에서 공통 하위식 제거 알고리즘은 면적과 전력소모를 상당히 개선시킬 수 있는 방법을 제공한다. 본 논문에서는 CSD 계수에서 빈번히 나타나는 두 공통 하위식($10{\bar{1}}$, 101)의 덧셈을 수행하는 전용덧셈기 설계 방법을 제안한다. 제안한 방법을 radix-24 FFT 구조의 고정계수 곱셈블록에 적용한 실험에서 제안한 방법의 면적, 지연시간, 전력소비는 기존방법 보다 각각 21%, 11%, 12% 정도 향상됨을 보인다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.142-144
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• 2006

In this paper, the Ternary adder and multiplier are implemented by current-mode CMOS. First, we implement the ternary T-gate using current-mode CMOS which have an effective availability of integrated circuit design. Second, we implement the circuits to be realized 2-variable ternary addition table and multiplication table over finite fields GF(3) with the ternary T-gates. Finally, these operation circuits are simulated by Spice under $1.5{\mu}m$ CMOS standard technology, $1.5{\mu}m$ unit current, and 3.3V VDD voltage. The simulation results have shown the satisfying current characteristics. The ternary adder and multiplier implemented by current-mode CMOS are simple and regular for wire routing and possess the property of modularity with cell array.