طراحی ساختارهای بهبود یافته ضرب کننده دیجیتال

ضرب¬کننده دیجیتال بعنوان کندترین و پرمصرف¬ترین واحد در بین واحدهای محاسبه¬گر دیجیتال محسوب می¬شود. برای کاهش توان مصرفی و کاهش تاخیر دو راه کار کلی وجود دارد. یکی طراحی ساختاری ضرب کننده است، که در این پایان¬نامه سه ساختار پیشنهادی ارائه شده است که این ساختارها عبارتند از: GCA Multiplier، CCA Multiplier، DCA Multiplier این ساختارها به نحوی طراحی شده¬اند که ورودی¬ها از کمترین تعداد واحد جمع کننده عبور کنند، که این امر باعث کاهش تاخیر در خروجی می¬شود، علاوه بر این سعی شده است که ورودی¬ها از مسیرهای با تاخیر یکسانی عبور کنند تا اثر گلیچ کاهش یابد، در نتیجه توان مصرفی نسبت به ساختارهای موجود کاهش یافت. در این ساختارها توانستیم تعداد واحدهای جمع کننده را به ترتیب به 11، 11 و 10 واحد کاهش دهیم. در ساختارهای پیشنهادی بهبود چشمگیری در تمامی پارامترهای مهم در طراحی ضرب کننده همچون توان مصرفی، تاخیر، PDP، EDP و Area ایجاد شد. اما راه¬کار دوم برای طراحی ضرب کننده، طراحی واحدهای سازنده آن می¬باشد، که این واحدها چیزی جز واحد جمع کننده نیست. برای طراحی ضرب کننده باید از جمع کننده¬هایی استفاده نمود که دارای توان مصرفی کم، تاخیر کم و از همه مهمتر دارای سوئینگ تقریبا" کامل باشند. دلیل تاکید بر روی سوئینگ کامل خروجی این است که به دلیل عبور سیگنال ورودی از واحدهای جمع کننده پی در پی، سیگنال دچار تضعیف می¬شود که اگر این تضعیف از حدی بیشتر شود باعث می¬شود خروجی مقداری اشتباه داشته باشد. در این پایان¬نامه برای تمام جمع کننده پنج ساختار پیشنهادی و برای نیم جمع کننده دو ساختار پیشنهادی ارائه شده است، که این ساختارها عبارتند از: تمام جمع کننده MUA، تمام جمع کننده PTG، تمام جمع کننده 22T، تمام جمع کننده PTA، تمام جمع کننده 23T، نیم جمع کننده MUH و نیم جمع کننده 18T. تمام جمع کننده¬های MUA، PTG، 22T و PTA دارای مشخصات خوبی هستند، اما به دلیل کامل نبودن سوئینگ خروجی در آنها، از این تمام جمع کننده¬ها نمی¬توان در طراحی ضرب کننده استفاده نمود. اما تمام جمع کننده 23T علاوه بر داشتن مشخصات خوب، دارای سوئینگ کامل خروجی است و در نتیجه می¬توان از این تمام جمع کننده و نیم جمع کننده¬های پیشنهادی MUHو 18T در طراحی ضرب کننده استفاده نمود. با استفاده از جمع کننده¬های پیشنهادی توانستیم مشخصات طراحی ضرب کننده همچون توان مصرفی، تاخیر، PDP، EDP و Area را بهبود بخشیم.