基于Radix-4 Booth编码的并行乘法器设计

摘要

速度和面积是评价乘法器单元性能优劣的两个基本指标。针对当前乘法器设计难以平衡版图面积和传输延时的问题，采用Radix-4 Booth算法，设计了一种新型的16位有符号定点乘法器。在部分积生成过程中，首先改进对乘数的取补码电路，然后优化基数为4的改进Booth编码器和解码器，此结构采用较少的逻辑门资源，并且易对输入比特进行并行化处理。在Wallace压缩电路中，对符号扩展位进行预处理并设计新的压缩器结构，优化整个Wallace压缩模块。在第二级压缩过程中提前对高位使用纹波进位加法器结构计算，减小了多bit伪和的求和位数。在求和电路中，使用两级超前进位加法器结构，在缩短关键路径传输延时的同时避免增大芯片面积，提高了乘法器的运行速度。新型定点乘法器与已有的乘法器结构相比，减少了12.0%的面积，降低了20.5%的延时。

关键词

Radix-4 Booth编码 / 面积 / 传输延时 / 编码器 / 解码器 / Wallace压缩