• 제목/요약/키워드: arithmetic logic unit

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74184 Arithmetic Logic Units의 분석 (Analysis of 74181 Arithmetic Logic Units)

  • 이재석;정태상
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 추계학술대회 논문집 학회본부 D
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    • pp.778-780
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    • 2000
  • The 74181 is arithmetic logic units(ALU)/function generator. This circuit performs 16 binary arithmetic operations on two 4-bit words. And a full carry look-ahead scheme is made available in this device. The 74181 can also be utilized as a comparator. This circuit has been also designed to provide 16 possible functions of two Boolean variables without the use of external circuitry. This paper analyzes the function of the logic and the implementation adopted in the design of 74181. The understanding of the logic characteristics of this chip enables us to improve future applications.

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초전도 Pipelined Multi-Bit ALU에 대한 연구 (Study of the Superconductive Pipelined Multi-Bit ALU)

  • 김진영;고지훈;강준희
    • Progress in Superconductivity
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    • 제7권2호
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    • pp.109-113
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    • 2006
  • The Arithmetic Logic Unit (ALU) is a core element of a computer processor that performs arithmetic and logic operations on the operands in computer instruction words. We have developed and tested an RSFQ multi-bit ALU constructed with half adder unit cells. To reduce the complexity of the ALU, We used half adder unit cells. The unit cells were constructed of one half adder and three de switches. The timing problem in the complex circuits has been a very important issue. We have calculated the delay time of all components in the circuit by using Josephson circuit simulation tools of XIC, $WRspice^{TM}$, and Julia. To make the circuit work faster, we used a forward clocking scheme. This required a careful design of timing between clock and data pulses in ALU. The designed ALU had limited operation functions of OR, AND, XOR, and ADD. It had a pipeline structure. The fabricated 1-bit, 2-bit, and 4-bit ALU circuits were tested at a few kilo-hertz clock frequency as well as a few tens giga-hertz clock frequency, respectively. For high-speed tests, we used an eye-diagram technique. Our 4-bit ALU operated correctly at up to 5 GHz clock frequency.

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RADIX-2 BUTTERFLY 연산회로의 설계

  • 최병윤;신경욱;유종근;임충빈;김봉열;이문기
    • 한국통신학회:학술대회논문집
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    • 한국통신학회 1986년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.177-180
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    • 1986
  • A high performance Butterfly Arithmetic Unit for FFT processor using two adders is proposed in this papers, which is Based on the distributed and merged arithmetic. Due to simple and easy architecture to implement, this proposed processor is well suited to systolic FFT processor. Simulation was performance using YSLOG (Yonsei logic simulator) on IBM AT computer, to verify logic. By using 3um double Metal CMOS technology,Butterfly arithmetic have been achieved in 1.2 usec.

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광스위칭소자에 기반한 산술논리연산회로의 설계 (Design of An Arithmetic Logic Unit Based on Optical Switching Devices)

  • 박종현;이원주;전창호
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제3권2호
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    • pp.149-158
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    • 2002
  • 본 논문에서는 광컴퓨터의 개발에 이용될 수 있는 산술논리연산회로(ALU)를 설계하고 검증한다. 전자회로 기술의 접목이 용이하고 가장 상용화가 잘된 $LiNbO_3$ 광스위칭 소자에 기반한 이 ALU는 산술논리 동작을 실행하는 연산회로, 오퍼런드와 연산결과를 저장하는 메모리 소자 그리고 명령어 선택을 위한 부가회로로 구성되며, 비트 단위 직렬 방식으로 동작하는 것이다. 본 논문에서는 또한 설계한 ALU 회로의 정확성을 검증할 수 있는 시뮬레이터를 구현하고, 일련의 기본 명령어들을 순차적으로 실행하면서 메모리와 누산기에 저장된 값의 단계적 변화를 확인하는 시뮬레이션을 통하여 설계한 ALU가 정확함을 보인다.

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휴대형 3D 그래픽 가속기를 위한 저전력/저면적 산술 연산기 회로 설계 (A Design of Low-power/Small-area Arithmetic Units for Mobile 3D Graphic Accelerator)

  • 김채현;신경욱
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.857-864
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    • 2006
  • 본 논문은 휴대형 3D그래픽 가속기를 위한 벡터 처리기, 누승기, 제산기 및 제곱근기 회로 설계에 관하여 기술한다. 설계된 연산기는 부동소수점 대신 OpenGL/ES에서 권장하는 16.16 고정 소수점 방식을 사용하여 모바일 환경에서 저전력/저면적으로 동작하도록 하였다. 벡터 처리기는 RB 수체계 기반으로 설계되었으며 일반적인 4개의 승산기와 3개의 가산기로 구현한 방식에 비해 30%의 동작성능이 향상됐고, 10%의 면적 감소를 이루었다. 누승기, 제산기 및 제곱근기는 로그 수체계 기반으로 설계되었으며 이진수-로그 변환 시 룩업 테이블을 사용하지 않고 6-영역의 근사화 방법을 이용한 조합회로로 구현하였다. 누승기, 제산기 및 제곱근기는 일반적인 룩업 테이블로 구현한 방식과 비교하여 면적이 대폭 감소되었다.

Design of Pipelined Floating-Point Arithmetic Unit for Mobile 3D Graphics Applications

  • Choi, Byeong-Yoon;Ha, Chang-Soo;Lee, Jong-Hyoung;Salclc, Zoran;Lee, Duck-Myung
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.816-827
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    • 2008
  • In this paper, two-stage pipelined floating-point arithmetic unit (FP-AU) is designed. The FP-AU processor supports seventeen operations to apply 3D graphics processor and has area-efficient and low-latency architecture that makes use of modified dual-path computation scheme, new normalization circuit, and modified compound adder based on flagged prefix adder. The FP-AU has about 4-ns delay time at logic synthesis condition using $0.18{\mu}m$ CMOS standard cell library and consists of about 5,930 gates. Because it has 250 MFLOPS execution rate and supports saturated arithmetic including a number of graphics-oriented operations, it is applicable to mobile 3D graphics accelerator efficiently.

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ALU 구조와 단계별 연산과정을 그래픽 형태로 학습하는 교육 시스템의 설계 및 구현 (The Design and Implementation of a Graphical Education System on the Structure and the Operation of ALU)

  • 안성옥;남수정
    • 공학논문집
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    • 제2권1호
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    • pp.31-37
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    • 1997
  • 본 논문에서의 ALU는 덧셈, 뺄셈, 1증가, 1 감소, 2의 보수 등의 산술 연산을 수행하는 산술 연산 회로, 논리합, 논리곱, 배타논리합, 부정과 같은 논리 연산을 수행하는 논리 연산 회로, 쉬프트 연산 및 산술 혹은 논리 연산 회로의 연산 결과를 데이터 버스로 전송하는 기능을 담당하는 쉬프터로 구성되며, 이러한 기본적인 ALU 기능과 관련된 명령어는 Z80 명령어에서 추출하여 ALU의 내부 회로를 설계하였고, 이 설계된 회로를 그래픽 화면으로 구성하여 데이터의 연산이 ALU 내부에서 어떤 과정과 경로를 거쳐 수행되는 가를 비트 및 논리 게이트 단위까지 처리하여 ALU 구조와 단계별 연산 과정을 그래픽 형태로 학습하는 교육 시스템이다.

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IEEE 754 단정도 부동 소수점 연산용 곱셈기 설계 (Design of a Floating Point Multiplier for IEEE 754 Single-Precision Operations)

  • 이주훈;정태상
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 B
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    • pp.778-780
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    • 1999
  • Arithmetic unit speed depends strongly on the algorithms employed to realize the basic arithmetic operations.(add, subtract multiply, and divide) and on the logic design. Recent advances in VLSI have increased the feasibility of hardware implementation of floating point arithmetic units and microprocessors require a powerful floating-point processing unit as a standard option. This paper describes the design of floating-point multiplier for IEEE 754-1985 Single-Precision operation. Booth encoding algorithm method to reduce partial products and a Wallace tree of 4-2 CSA is adopted in fraction multiplication part to generate the $32{\times}32$ single-precision product. New scheme of rounding and sticky-bit generation is adopted to reduce area and timing. Also there is a true sign generator in this design. This multiplier have been implemented in a ALTERA FLEX EPF10K70RC240-4.

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RSFQ 4-bit ALU 개발 (Development of an RSFQ 4-bit ALU)

  • 김진영;백승헌;김세훈;정구락;임해용;박종혁;강준희;한택상
    • Progress in Superconductivity
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    • 제6권2호
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    • pp.104-107
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    • 2005
  • We have developed and tested an RSFQ 4-bit Arithmetic Logic Unit (ALU) based on half adder cells and de switches. ALU is a core element of a computer processor that performs arithmetic and logic operations on the operands in computer instruction words. The designed ALU had limited operation functions of OR, AND, XOR, and ADD. It had a pipeline structure. We have simulated the circuit by using Josephson circuit simulation tools in order to reduce the timing problem, and confirmed the correct operation of the designed ALU. We used simulation tools of $XIC^{TM},\;WRspice^{TM}$, and Julia. The fabricated 4-bit ALU circuit had a size of $\3000{\ cal}um{\times}1500{\cal}$, and the chip size was $5{\cal} mm{\times}5{\cal}mm$. The test speeds were 1000 kHz and 5 GHz. For high-speed test, we used an eye-diagram technique. Our 4-bit ALU operated correctly up to 5 GHz clock frequency. The chip was tested at the liquid-helium temperature.

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