（毕业设计论文）《64位可重组加法单元设计》.doc

PAGE 精品 精品 摘要 随着计算机技术的迅速发展，计算机的性能成为人们关注的焦点，而计算机的性能主要取决于CPU的性能。加法运算是CPU中最基本的，也是最重要的运算，它所需要的时间往往决定了流水线处理器周期的长短。在各种各样的加法器中，超前进位加法器（CLA，carry look-ahead adder）通常被认为是最快也是最复杂的加法器。它的复杂度与功耗密切相关，越复杂功耗就越大。在可移动产品应用蓬勃发展的今天，如何在保持高性能的情况下减小芯片面积和功耗，无疑是设计的关键，这要求设计者对芯片的重要部件进行各方面的优化。本文以低功耗为主要目标，描述了微处理器中整数执行单元（IEU：Integer Execution Unit）中的一个部件（DALU）的逻辑设计。 关键词：可重组技术、选择求和加法器、改良的曼彻斯特进位链、溢出判断 Abstract With the computer technology developing rapidly，the capability of the computer becomes the focal point which the people pay attention to, and the computer’s capability is mainly decided by the CPU performance. The additive operation is the most basic, and also the most important operation in CPU. The time it needs has often decided the length of the line processor cycle. In various adder, carry look-ahead adder( CLA) was usually considered as the most quick and also the most complex adder. Its complication is related with its power consume closely, the more complex the adder is, the more power consumption it will has. With the mobile production developing quickly today, it is very crucial to decrease the area of a chip and maintain the high capability of the chip at the same time, so it requires the designer of the chip try to realize the various aspects of optimization in the important components of the chip. This paper introduces the logic design of DALU which is one of components of Integer Execution Unit. Key Words: reconfigurable technology；Conditional sum adder；Reformational Manchester carry chain；overflow judge 前言 在CPU更新换代和应用不断扩大的今天，其核心的发展方向是更低的电压、更低的功耗、更先进的制造工艺、集成更多的晶体管、更小的核心面积（这会降低CPU的生产成本从而最终会降低CPU的销售价格）、更先进的流水线架构和更多的指令集、更高的前端总线频率、集成更多的功能（例如集成内存控制器等等）以及双核心和多核心（也就是1个CPU内部有2个或更多个核心）等。 ALU是用来完成算术运算、逻辑判断、逻辑运算和信息传递的部件，或者说是数据处理的部件，简称算术逻辑运算器，由加法器、移位电路、逻辑运算部件、寄存器等电路构成，是CPU最重要组成部分之一。由于任何数学运算最终可以用加法和移位这两种基本操作来完成，因而加法器是ALU的核心部件，因此它的运算速度对了CPU其它部件的速度有重要的影响。加法器又是ALU的核心部件，因此设计一个高速、低功耗、芯片面积较小的加法器成为各种CPU设计研究的重要课题。在各种加法器中，先行进位加法器通常是最快，也是最复杂的加法器。为了在保持高性能的情况下，降低功耗和芯片面积，本文采取了可重组技术，并且对各层次进行优化设计。 本文