一种分组加法器

    专利2026-09-29  5


    本发明属于数字集成电路领域,更具体地,涉及一种分组加法器。


    背景技术:

    1、现有技术中的加法器不能设置工作模式以处理多种分组计算。在这种需求下,为每种工作情况单独实现加法器会带来极大的资源浪费。


    技术实现思路

    1、针对现有技术的缺陷,本发明的目的在于提供一种分组加法器,旨在解决现有技术中传统加法器无法进行分组计算的问题。

    2、本发明提供了一种分组加法器,包括初始化模块、进位树生成模块、选择器、进位向量生成模块和异或逻辑单元;初始化模块的第一输入端用于接收第一加数a,初始化模块的第二输入端用于接收第二加数b,初始化模块用于计算每一位上的进位传播信号p和进位生成信号g并由第一输出端输出p值向量ps,由第二输出端输出g值向量gs;进位树生成模块的第一输入端连接至初始化模块的第一输出端,进位树生成模块的第二输入端连接至初始化模块的第二输出端,进位树生成模块用于通过从累进的构造方法获得所有工作模式下的进位树;选择器的第一输入端用于接收工作模式配置信号,选择器的第二输入端连接至进位树生成模块的输出端,选择器用于根据当前配置的工作模式选择对应的进位树;进位向量生成模块的第一输入端用于接收进位向量cin,进位向量生成模块的第二输入端连接至所述选择器的输出端,进位向量生1成模块用于通过信号的拼接组合操作将所选择的进位树进行统一处理;并由第一输出端输出溢出标志位向量cout,由第二输出端输出进位向量cs;异或逻辑单元的第一输入端连接至初始化模块的第一输出端,所述异或逻辑单元的第二输入端连接至所述进位向量生成模块的第二输出端,所述异或逻辑单元用于计算并输出求和结果。

    3、更进一步地,进位向量生成模块包括:选择拼接单元和多个结合单元;结合单元的第一输入端作为进位向量生成模块的第一输入端,用于接收进位向量cin,结合单元的第二输入端作为进位向量生成模块的第二输入端,用于接收进位树ts;结合单元用于根据配置模式计算溢出标志位向量cout和输出进位向量cs;选择拼接单元的输入端连接至所述结合单元的输出端,选择拼接单元用于对各个结合单元的输出进行拼接组合后并由第一输出端输出溢出标志位向量cout,由第二输出端输出进位向量cs。

    4、其中,结合单元为多组由与门和或门依次相连的结构。

    5、更进一步地,进位树由每一位上的块进位传播信号p和块进位生成信号g组成。

    6、更进一步地,进位树生成模块包括:8位进位树生成单元、16位进位树生成单元和32位进位树生成单元;8位生成树单元利用输入的进位传播信号p与进位生成信号g,通过前缀运算得到每一位上块进位传播信号p与块进位生成信号g;16位生成树单元通过8位进位树生成单元输出的p与g,通过前缀运算计算16位下的块进位传播信号p与块进位生成信号g;32位进位树生成单元通过16位生成树单元输出的p与g,通过前缀运算计算32位下的块进位传播信号p与块进位生成信号g。

    7、更进一步地,所述8位进位树生成单元为基于kogge-store树结构或ladner-fisher树结构或brent-kung树结构的并行前缀加法树。

    8、更进一步地,16位进位树生成单元和所述32位进位树生成单元为基于kogge-store树结构的并行前缀加法树。

    9、本发明还提供了一种向量处理器,包括上述的分组加法器。

    10、由于传统加法器(以32位为例),单个周期中能得到1组32位数相加的结果;而在向量计算领域,需要加法器能在单个周期能计算1组32位数相加,或2组16位数相加,或4组8位数相加的结果;对传统加法器而言,需要1个32位加法器,2个16位加法器和4个八位加法器才能在单个周期满足计算需求;然而本发明中则只需要一个32位分组加法器即可满足上述需求,因此本发明提供的分组加法器在可以实现分组计算的同时,在面积上、功耗上均具有很大的优势。

    11、通过本发明所构思的以上技术方案,与现有技术相比,通过对进位树结构和进位信号生成逻辑的设计,能够取得如下有益效果:

    12、(1)本发明由于通过对进位树结构和进位信号生成逻辑的设计能同时得到多种分组情况下的加法计算结果,扩展了加法器的功能,使其能支持输入为特定分组下的结果。

    13、(2)本发明通过以低位进位树累进构造高位进位树的方法,在得到高位进位树的同时(传统方法只得到高位结果),也能得到低位进位树(表示低位分组计算的中间结果)。

    14、(3)本发明将不同分组下的进位信号生成逻辑合并,减少了电路面积。



    技术特征:

    1.一种分组加法器,其特征在于,包括初始化模块、进位树生成模块、选择器、进位向量生成模块和异或逻辑单元;

    2.如权利要求1所述的分组加法器,其特征在于,所述进位向量生成模块包括:选择拼接单元和多个结合单元;

    3.如权利要求2所述的分组加法器,其特征在于,所述结合单元为多组由与门和或门依次相连的结构。

    4.如权利要求1-3任一项所述的分组加法器,其特征在于,所述进位树由每一位上的块进位传播信号p和块进位生成信号g组成。

    5.如权利要求1-3任一项所述的分组加法器,其特征在于,所述进位树生成模块包括:8位进位树生成单元、16位进位树生成单元和32位进位树生成单元;

    6.如权利要求5所述的分组加法器,其特征在于,所述8位进位树生成单元为基于kogge-store树结构或ladner-fisher树结构或brent-kung树结构的并行前缀加法树。

    7.如权利要求5所述的分组加法器,其特征在于,所述16位进位树生成单元和所述32位进位树生成单元为基于kogge-store树结构的并行前缀加法树。

    8.一种向量处理器,包括分组加法器,其特征在于,所述分组加法器为权利要求1-7任一项所述的分组加法器。


    技术总结
    本发明公开了一种分组加法器,包括初始化模块、进位树生成模块、选择器、进位向量生成模块和异或逻辑单元;初始化模块用于计算每一位上的进位传播信号p和进位生成信号g并由第一输出端输出p值向量ps,由第二输出端输出g值向量gs;进位树生成模块用于从累进的构造方法获得所有分组下的进位树;选择器用于根据分组模式选择对应的进位树;进位向量生成模块用于通过信号的拼接组合操作将所选择的进位树进行统一处理;并由第一输出端输出溢出标志位向量cout,由第二输出端输出进位向量cs;异或逻辑单元用于计算并输出分组求和结果Sum。本发明能得到输入为多种分组下的加法计算结果,扩展了加法器的应用场景。

    技术研发人员:杨砚祺,刘玖阳,李秦君
    受保护的技术使用者:华中科技大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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