【摘 要】
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本文研究的是基于PowerPC体系结构超标量X型微处理器中的整数运算单元。整数运算单元是X型微处理器的核心单元,承担起整个芯片关于整数的加法、乘法、除法和逻辑的运算。因而
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本文研究的是基于PowerPC体系结构超标量X型微处理器中的整数运算单元。整数运算单元是X型微处理器的核心单元,承担起整个芯片关于整数的加法、乘法、除法和逻辑的运算。因而对整数运算单元的研究与设计有相当重要的意义。本文重点研究和设计整数运算单元的加法器、乘法器和除法器。加法器采用的是改进型超前进位加法器的设计,采用组内串行进位,组间并行求得进位的方法,实现了两个32位整数的相加,并对进位和求―和‖的电路进行了优化;乘法器采用的是改进型的Booth编码乘法器设计,采用的是基为4的Booth编码,并对产生的部分积,采用改进型的华莱士树进行压缩,并采用反馈电路将每个周期得到的部分积迭代相加,极大加快了运算的速度,优化了电路;除法器采用的是基为4的不恢复余数除法器设计,每个周期处理整数的两位相除,通过20个周期循环完成两位32位整数的除法,在求―商‖的电路实现上进行了适当的优化,加快了异号相除得到的商的修正运算,在整个除法的电路上,采用循环电路的设计,虽然增加了运算时间,但节省了大量面积和成本。本文最后,对整数运算单元的加法器、除法器和乘法器,进行了模块级和系统级的验证,经过对比验证,所设计的部分,通过了前仿和后仿,在论文的第五章,给出了最终得到的设计版图。
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