지정된 비트 크기를 갖는 승산기 코어의 Verilog-HDL 모델을 생성하는 가변 정밀도 승산기 생성기 (VPM_Gen; Variable-Precision Multiplier Generator)에 대해 기술한다. 사용자의 필요에 따라 승수와 피승수의 비트 수를 8-비트${\sim}32$-비트 범위에서 1-비트 단위로 선택할 수 있으며, 승산결과는 $8-b{\sim}64-b$ 범위에서 2-비트 단위로 절사할 수 있도록 함으로써 총 3,455 가지 승산기 코어를 생성할 수 있다. 승산결과가 절사되는 경우, 절사되는 부분의 회로를 제거함으로써 게이트 수와 전력소모가 각각 최대 40%와 30% 감소되도록 하였으며, 이를 통해 효율적인 저전력 승산기 코어가 구현되도록 하였다. 또한, 절사 비트 수에 따른 적응 오차보상 방법을 적용함으로써 절사오차가 최소화되도록 하였다. VPM_Gen에 의해 생성되는 승산기 코어는 Xilinx FPGA 보드와 논리분석기를 통하여 그 기능을 검증하였다.
This paper describes inverse E class frequency multiplier which is lower inductance and peak switching voltage than E class frequency multiplier. The frequency multiplier is designed to generate 5.8[GHz] frequency by doubling the input frequency 2.9[GHz]. The peak switching voltage of designed inverse E class frequency multiplier with 11[V] is lower 4[V] than that of E class frequency multiplier with 15[V]. The inverse E class frequency multiplier has a conversion gain 6[dB] at output power 21[dBm] and maximum 35[%] power efficiency.
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.
This paper presents a digit-serial/parallel multiplier for finite fields GF(2m). The hardware requirements of the implemented multiplier are less than those of the existing multiplier of the same class, while processing time and area complexity. The implemented multiplier possesses the features of regularity and modularity. Thus, it is well suited to VLSI implementation. If the implemented digit-serial multiplier chooses the digit size D appropriately, it can meet the throughput requirement of a certain application with minimum hardware. The multipliers and squarers analyzed in this paper can be used efficiently for crypto processor in Elliptic Curve Cryptosystem.
본 논문에서는 부분체(24)를 갖는 유한체 GF(216)의 곱셈기를 설계하였다. 이런 설계는 부분체를 이용한 비트 병렬 곱셈기를 사용한 순차 논리 곱셈기를 만들기 위해 사용된다. 부분체 상의 병렬연산기를 사용하여 유한체 GF(216)의 직렬 곱셈기를 설계하면 기존의 직렬 곱셈기보다는 짧은 지연시간을 얻을 수 있으며, 병렬 곱셈기보다는 적은 하드웨어로 구현할 수 있다. 이러한 설계는 유용한 특징을 갖는다. 여기서는 회로 복잡도와 지연시간의 특징을 비교하고 C언어를 이용하여 시뮬레이션 결과를 보였다.
We propose a novel, highly accurate approximate multiplier using different types of inexact 4-2 compressors. The importance of low hardware costs leads us to develop approximate multiplication for error-resilient applications. Several rules are developed when selecting a topology for designing the proposed multiplier. Our highly accurate multiplier design considers the different error characteristics of adopted compressors, which achieves a good error distribution, including a low relative error of 0.02% in the 8-bit multiplication. Our analysis shows that the proposed multiplier significantly reduces power consumption and area by 45% and 26%, compared with the exact multiplier. Notably, a trade-off relationship between error characteristics and hardware costs can be achieved when considering those of existing highly accurate approximate multipliers. In the image blending, edge detection and image sharpening applications, the proposed 8-bit approximate multiplier shows better performance in terms of image quality metrics compared with other highly accurate approximate multipliers.
DCT 알고리즘은 내적을 효율적으로 처리할 수 있는 하드웨어 구조가 필수적이다. 내적 연산을 위한 기존의 방법들은 하드웨어 복잡도가 높기 때문에, 이론 줄이기 위한 방법으로 연산 공유 승산기가 제안되었다. 하지만 기존의 연산 공유 승산기는 전처리기 및 선택기의 비효율적 구조로 인한 성능저하의 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 새로운 연산 공유 승산기를 제안하고 이를 1차원 DCT 프로세서에 적용하여 구현하였다. 연산 공유 승산기의 구조 및 논리 합성 비교 시 새로운 승산기는 기존에 비해 효율적인 하드웨어 구성이 가능함을 확인하였고, 1차원 DCT 프로세서 설계 시 기존 구현 방식들에 비해 우수한 성능을 나타내었다.
본 논문에서는 CMOS 다치 논리회로를 이용한 32×32 Modified Booth 곱셈기를 제시하였다. 이 곱셈기는 Radix-4 알고리즘을 이용하였으며, 전류모드 CMOS 4차 논리회로로 구현하였다. 설계한 곱셈기는 트랜지스터 수를 기존의 전압 모드 2진 논리 곱셈기에 비해 63.2%, 이전의 다치 논리 곱셈기에 비해 37.3% 감소시켰다. 이 곱셈기는 내부 구조를 규칙적으로 배열하여 확장성을 갖도록 하였다. 설계한 회로는 3.3V의 공급전압과 단위전류 10㎂를 사용하여, 0.3㎛ CMOS 기술을 이용하여 구현하였으며 HSPICE를 사용하여 검증하였다. 시뮬레이션 결과, 설계한 곱셈기는 5.9㎱의 최대 전달지연시간과 16.9mW의 평균 전력소모 특성을 갖는다.
본 논문에서는 링 발진기와 다중 푸쉬 주파수 체배기 기반의 ${\times}49$ 주파수 체배기가 제안되었다. 제안된 주파수 체배기는 두 단의 ${\times}7$ 주파수 체배기를 주입-잠금 방식으로 결합하여 입력된 신호를 49 체배하는 회로이다. 각 ${\times}7$ 주파수 체배기는 14 위상 신호를 출력하기 위해 7 단의 링 셀을 갖는 링 발진기와 14 위상 신호를 받아 주파수를 7 체배하는 7-푸쉬 주파수 체배기로 구성되어 있다. 제안된 ${\times}49$ 주파수 체배기는 입력 신호 주파수가 56.7~57.7 MHz일 때 2.78~2.83 GHz의 출력 신호 주파수로 49배 체배된다. 이 동작 주파수는 체배된 원 신호와 스퍼(spur)의 전력의 크기가 10 dB 이상 차이가 있을 때를 기준으로 측정되었고, 13.93 mW의 DC 전력을 소모한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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