全定制高性能的算術邏輯運算單元的研究設計.pdf

1、從理論和實踐上對一個40位的高性能算術邏輯部件（ALU）進行了全定制設計。首先研究了高性能ALU的設計方法，對多種加法器進行了性能比較，在超前加法器中提出了先行進位理論與并行進位理論的算法，此方向重在理論研究；接著在上述理論支持下，完整的設計了一款40位X-DSP處理器的ALU，重在實踐應用。整個設計思路從部件算法、邏輯結構、功能仿真驗證、電路版圖設計等多個層次進行了優(yōu)化設計。論文的研究成果包括以下幾點： 1.理論上通過性能、速

2、度、面積等的對比設計了一款高性能的40位ALU（其中加法器以Kogge-stone樹為結構構造）。 2.實踐應用中用“內超外串”法（組內超前進位，組間串行進位）設計了40位X-DSP處理器的ALU。同時在為了提高ALU的運算速度，在此加法鏈之外，另行設計了一條低16位超前進位加法鏈，采用了跳躍進位的設計思想。 3.為了提高ALU的運算速度和資源利用，設計了一個C16位，用以在一個時鐘周期內完成兩個16位的加法運算或完成一