Kordajaid kasutatakse paljudes digitaalsignaali töötlemise ja muudes rakendustes. Tänu praeguste tehnoloogiate arengule on paljud teadlased parema jõudluse saavutamiseks keskendunud peamiselt disainiteguritele. Mõned disainieesmärgid on - suur kiirus, täpsus, madal energiatarve, paigutuse regulaarsus, väiksem pindala. DSP-protsessoril on erinevaid arvutusplokke, näiteks multiplekserid, lisajad, MAC . Nende plokkide töötamise ja täitmise kiirus on võrreldes eelmiste versioonidega kiirenenud. Kordajate täitmiskiirus sõltub kahest tegurist, pooljuhttehnoloogia ja kordisti arhitektuur. Lisandid on digitaalsete multiplekserite põhiline ehituskivi, kus teostame korduvaid lisasid, et korrutamise kiirendamiseks tuleb summutaja töökiirust suurendada. Digitaalseid signaalitöötlusrakendusi on palju, kus kriitiline viivitusteekond ja protsessori jõudlus peituvad kordistis. Korrutajaid on erinevat tüüpi, mille hulgas 4 × 4 massiivi kordistaja on täpsem, mida kirjeldatakse käesolevas artiklis.
Korrutamisskeemid 4 × 4 massiivi kordistajas
Korrutamisskeeme on kahte tüüpi
Järjestikune korrutamine (Shift-Add) Järjestikuse korrutamise toimingu saab lahendada osaliste toodete leidmisega ja seejärel osaliste toodete liitmisega. Rakendused on lihtsa arhitektuuriga primitiivsed
Paralleelne korrutamine: Paralleelsed tooted genereeritakse samaaegselt paralleelselt korrutades ja rakendatakse suure jõudlusega masinaid. Paralleelseid rakendusi rakendatakse, latentsus minimeeritakse.
Korrutamisalgoritm
Korrutamisprotsessil on kolm peamist sammu:
- Osaline toote genereerimine
- Toote osaline vähendamine
- Lõplik liitmine.
Levinud korrutamismeetod on algoritm „lisa ja nihuta”. N-bitise kordisti korrutusalgoritm on näidatud allpool.
4-kordne korrutamine
4 - 4 - korrutamine 1
näide-2
Osalisi tooteid genereeritakse AND-väravate abil, kus
- Mitmekordne = N-bitti
- Kordaja = M-bitti
- osalised tooted = N * M.
Kahe 8-bitise arvu korrutamine, mis loob 16-bitise toote.
Liitmise võrrand on
P (m + n) = A (m). B (n) = i = 0 m-1∑ j = 0n-1∑ ai bj 2i + j ……. 1
A, B = 8 bitti
Korrutamise etapid
Järgnevad sammud mis tahes korrutamiseks
- Kui kordisti LSB on ‘1’. seejärel lisage mitmekordne akumulaatori kordisti bitt nihutatakse üks bit paremale ja mitmekordne bitt nihutatakse vasakule.
- Lõpeta, kui kõik kordistaja bitid on null.
- Kui osalisi tooteid lisatakse järjestikku, kasutatakse vähem riistvara. Saame lisada kõik PP paralleelse kordistaja abil. Siiski on võimalik kasutada kokkusurumistehnikat, kuna enne lisamist saab osaliste saaduste arvu vähendada.
Erinevad kordajate tüübid
Erinevad kordajate tüübid on
Boksi kordistaja
Boksi kordistaja funktsioon on korrutada 2 tähistatud binaararvu, mis on esindatud 2 täiend vormis. Kabiinide kordistajate eelised on Minimaalne kompleks, Korrutamine kiireneb. Kabiinide kordistajate puudused on suured.
Kombineeritud kordaja
Kombineeritud kordaja teostab kahe allkirjastamata kahendarvu korrutamise. Kombineeritud kordisti eeliseks on see, et see võib hõlpsasti luua vahesaadusi. Kombineeritud kordisti peamine puudus on see, et see hõivab suuri alasid.
Järjestikune kordistaja
Korrutamine jaguneb sammude jadaks, kus genereeritud osaline saadus lisatakse akumulaatorile. Nihutatakse nüüd osa järgmisele etapile. Selle eeliseks on see, et see võtab vähem pinda. Järjestikuse kordisti puuduseks on see, et see on aeglane protsess.
Wallace puu kordaja
See vähendab osaliste toodete arvu ja kasutab osaliste toodete lisamiseks kandet. Wallace'i puu kordistaja eeliseks on kiire ja keskmise keerukusega disain. Wallace'i puu kordistaja peamine puudus on paigutuse kujundus ebaregulaarne ja hõivab suuremat pinda.
Massiivikordaja
Kordisti vooluring põhineb nihke lisamise algoritmil. Massiivikordaja peamine eelis on see, et see on disainilt lihtne ja korrapärase kujuga. Massiivikordaja puuduseks on viivitus suur ja suur energiatarve.
Tõstke ja lisage kordaja
See sarnaneb tavalise korrutamisprotsessiga, mida teeme matemaatikas alates massiivi kordistaja voo vestlusest, kus X = mitmekordne Y = kordaja A = akumulaator, Q = loendur. Kõigepealt kontrollitakse Q, kui see on 1 või ei, kui see on 1, lisage A ja B ning nihutage A_Q aritmeetiline õigus, muul juhul, kui see pole 1, nihutage A_Q aritmeetiline parem ja vähendage N 1 võrra, kontrollige järgmises etapis, kas N on 0 või ei. Kui N pole 0, kordub väärtusest Q = 0, lõpetage protsess veel.
nihuta ja lisa-korruta
4 × 4 massiivi kordistaja ehitamine ja töötamine
Massiivkordaja kujundusstruktuur on korrapärane, see põhineb algoritmi add shift algoritmil.
Osaline toode = mitmekordse * kordisti bitt ………. (2)
kus toote jaoks kasutatakse väravaid AND, tehakse liitmine täis- ja pool-liitjate abil, kus osaline toode nihutatakse vastavalt nende bittide järjestusele. N * n massiivi kordistajas arvutavad n * n AND väravad osalised korrutised ja osaliste saaduste lisamiseks saab kasutada n * (n - 2) täisliidet ja n poolt liitjat. Näidatud 4 × 4 massiivi kordistajal on 8 sisendit ja 8 väljundit
4-kordne-4-massiivne kordistaja
4 × 4 massiivi kordistaja ehitusplokid
Täissisaldajal on kolm sisendjoont ja kaks väljundliini, kus me kasutame seda massiivi kordistaja põhilise ehitusplokina. Järgnevalt on toodud 4 × 4 massiivi kordistaja näide. Vasakpoolseim bitt on osalise toote LSB-bitt.
liitja-plokkskeem
massiivi-kordisti-plokkskeem
Parempoolsem bitt on osalise toote MSB-bitt. Osalised tooted nihutatakse korrutamisel nüüd vasaku külje suunas ja need lisatakse lõpptoote saamiseks. Seda protsessi korratakse seni, kuni ei lisata kahte osalist toodet.
4-kordne-4-korrutamine-1
loogika-skeem-of-4-by-4 - massiiv - kordaja
Kui a0, a1, a2, a3 ja b0, b1, b2, b3 on mitmekordsed ja kordistavad, on kõigi toodete liitmine osaline toode. Osalise toote summa summa on tulemus.
4 × 4 massiivi kordistaja jaoks on vaja 16 JA väravat, 4 pooltäidet (HA), 8 täislisandit (FA). Kokku 12 lisajat.
4 × 4 massiivi kordistaja eelised
Massiivikordaja eelised on
- Minimaalne keerukus
- Kergesti skaleeritav
- Lihtsalt torujuhtmega
- Korrapärane kuju, lihtne paigutada ja marsruutida
4 × 4 massiivi kordistaja puudused
Massiivikordaja puudused on järgmised,
- Suur voolutarve
- Veel digitaalsed väravad mille tulemuseks on suured alad.
4 × 4 massiivi kordistaja rakendused
Massiivikordaja rakendused on loetletud,
- Massiivikordajat kasutatakse aritmeetiline operatsioon , nagu filtreerimine, Fourier'i teisendamine, piltide kodeerimine.
- Kiire töö.
Seega on see kõik umbes 4 × 4 massiivi kordistaja mis on täiustatud kordistaja, mis põhineb lisamise ja nihutamise põhimõttel, saab jõudlust hõlpsasti tõsta lihtsa konstruktsiooniga torujuhtmetehnika abil, kuigi see kasutab rohkem loogikaväravaid, kus seda saab Verilogi abil rakendada. Siin on küsimus: 'Mitu loogikaväravat on vaja 3 * 3 massiivi kordistaja kujundamiseks?'.
