• 제목/요약/키워드: 승산기

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유한체 GF(2m)상의 셀 배열 병렬 승산기의 설계 (A Design of Cellular Array Parallel Multiplier on Finite Fields GF(2m))

  • 성현경
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제11A권1호
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    • pp.1-10
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    • 2004
  • 본 논문에서는 유한체 GF$(2^m)$상에서 두 다항식의 승산을 실현하는 병렬-입력 및 병렬-출력을 갖는 셀 배열 병렬 승산기를 제시한다 이 승산기는 승산연산부, 기약다항식연산부. MOD연산부로 구성한다. 승산연산부는 AND 게이트와 XOR 게이트로 설계한 기본 셀의 배열로 이루어지며, 기약다항식연산부는 XOR 게이트와 D 플림플롭회로를 사용하여 구성하며, MOD연산부는 AND 게이트와 XOR 게이트에 의한 기본 셀을 배열하여 구성하였다. 제시한 승산기는 PSpice 시뮬레이션을 통하여 동작특성을 보였으며, 클럭신호의 주기를 l${\mu}\textrm{s}$로 하였다. 제시한 셀 배열 병렬 승산기는 m=4인 경우에 AND 게이트의 수가 24개, XOR 게이트의 수가 32개 필요하며, D 플립플롭회로가 4개 필요하다. 또한, AOP 기약 다항식을 사용하면 AND 게이트와 XOR 게이트의 수가 24개 필요하며 D 플립플롭은 사용되지 않는다. 셀 배열 병렬 승산기의 승산연산부의 동작시간은 1 단위시간(클럭시간)이 소비되고, 기약다항식연산부에 의한 MOD연산부의 동작시간은 m 단위시간(클럭시간)이 소비되어 전체 동작시간은 m+1 단위시간(클럭시간)이 소비된다. 본 논문에서 제시한 셀 병렬 승산기는 회선경로 선택의 규칙성, 간단성, 배열의 모듈성과 병렬동작의 특징을 가지며, 특히 차수 m이 매우 큰 유한체강의 두 다항식의 승산에서 확장성을 갖는다.

전류모드 CMOS를 이용한 GF(P$^{m}$ )상의 셀 배열 승산기 (Cell array multiplier in GF(p$^{m}$ ) using Current mode CMOS)

  • 최재석
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제2권3호
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    • pp.102-109
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    • 2001
  • 본 논문에서는 GF($P^{m}$ )상에서의 새로운 승산 알고리듬과 승산기 구성법을 나타내었다. 유한체 상에서의 두 원소에 대한 승산공식을 유도하였고 유도된 수식에 의해 승산기를 구성하였다. 적용예로 GF(3) 승산 모듈과 덧셈 모듈을 전류 모드 CMOS 기법을 적용하여 구현하였다. 이러한 모듈을 기본 모듈로 사용하여 GF(3$^{m}$ )승산기를 설계하였고 SPICE를 통하여 검증하였다. 제시된 승산기는 규칙적인 셀 구조를 사용하였고 단순히 규칙적인 내부 결선으로 구성된다. 따라서, 유한체 상에서 차수가 m 차로 증가하는 승산에 대해서도 간단히 확장이 가능하다.

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단정도/배정도 승산을 위한 200-MHZ@2.5-V 이중 모드 승산기 (A 200-MHZ@2.5-V Dual-Mode Multiplier for Single / Double -Precision Multiplications)

  • 이종남;박종화;신경욱
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제4권5호
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    • pp.1143-1150
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    • 2000
  • 단정도 (single-precision) 승산과 배정도 (double-precision) 승산을 연산할 수 있는 이중 모드 승산기 (dual mode multiplier; DMM)를 $0.25-\mum$ 5-metal CMOS 공정으로 설계하였다. 단정도 승산기 회로를 사용하여 배정도 승산을 연산할 수 있는 효율적인 알고리듬을 제안하였으며, 이는 배정도 승산을 4개의 단정도 부분 승산으로 분할하여 순차적인 승산-누적 연산으로 처리하는 방법을 기초로 한다. 제안된 방법은 배정도 승산기에 비해 latency와 throughput cycle은 증가하나, 회로 복잡도를 약 113로 감소시킬 수 있어 칩 면적과 전력소모 측면에서 장점을 갖는다. 설계된 DMM은 radix-4 Booth receding과 redundant binary(RB) 연산을 적용하여 설계된 $28-b\times28-b$ 단정도 승산기, 누적기 그리고 동작모드 선택을 위한 단순한 제어회로 등으로 구성되며, 약 25,000개의 트랜지스터와 $0.77\times0.40-m^2$의 면적을 갖는다. 시뮬레이션 결과, 2.5-V 전원전압에서 200-MHZ의 클록 주파수로 안전하게 동작할 수 있을 것으로 예상되며, 평균 전력소모는 배정도 승산모드에서 약 130-㎽이 다.

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유한체 GF($2^m$)상의 승산기 설계에 관한 연구 (A Design of Circuit for Computing Multiplication in Finite Fields GF($2^m$))

  • 김창규;이만영
    • 한국통신학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.235-239
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    • 1989
  • 유한체 GF($2^m$)상에서 임의의 두 원소를 곱하는 승산기를 제시하였으며 동작과정을 단계별로 설명하였다. 본 논문에서 제시된 회로는 기준의 선형궤한 치환 레지스터를 이용한 회로가 변형된 형태로서 m단 궤환치환 레지스터, m-1개의 플립플롭, m개의 AND게이트, 그리고 m-입력 XOR 게이트로 구성되며 회로가 간단하다. GF($2^m$)의 두 원소를 곱할 때, 기존의 치환 레시스터 승산기는 m번 치환하면 곱셈의 결과가 레지스터에 축적되므로 m클럭시간 만큼 지연되는 반면 제안된 승산기는 입력되고부터 직렬출력을 얻을 때까지 m-1 클럭시간이 소요되며 cellular-array 승산기에 비해 매우 간단하고 systolic 승산기에 비해서는 지연시간도 단축된다.

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저전력 DSP 응용을 위한 오차보상을 갖는 가변 정밀도 승산기 코어 생성기 (A module generator for variable-precision multiplier core with error compensation for low-power DSP applications)

  • 황석기;이진우;신경욱
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권2A호
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    • pp.129-136
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    • 2005
  • 지정된 비트 크기를 갖는 승산기 코어의 Verilog-HDL 모델을 생성하는 가변 정밀도 승산기 생성기 (VPM_Gen; Variable-Precision Multiplier Generator)에 대해 기술한다. 사용자의 필요에 따라 승수와 피승수의 비트 수를 8-비트${\sim}32$-비트 범위에서 1-비트 단위로 선택할 수 있으며, 승산결과는 $8-b{\sim}64-b$ 범위에서 2-비트 단위로 절사할 수 있도록 함으로써 총 3,455 가지 승산기 코어를 생성할 수 있다. 승산결과가 절사되는 경우, 절사되는 부분의 회로를 제거함으로써 게이트 수와 전력소모가 각각 최대 40%와 30% 감소되도록 하였으며, 이를 통해 효율적인 저전력 승산기 코어가 구현되도록 하였다. 또한, 절사 비트 수에 따른 적응 오차보상 방법을 적용함으로써 절사오차가 최소화되도록 하였다. VPM_Gen에 의해 생성되는 승산기 코어는 Xilinx FPGA 보드와 논리분석기를 통하여 그 기능을 검증하였다.

작은 오차를 갖는 절사형 Booth 승산기 (A Low-Error Truncated Booth Multiplier)

  • 정해현;박종화;신경욱
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2001년도 추계종합학술대회
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    • pp.617-620
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    • 2001
  • N-비트$\times$N-비트 승산에서 승산결과 2N-비트 중 상위 N-비트만을 출력하는 절사형(truncated) Booth 승산기의 절사오차 최소화를 위한 효율적인 오차보상 방법을 제안하였다. 제안된 방법을 적용하여 작은 칩 면적과 저전력 특성을 갖는 절사형 승산기를 설계하고 면적, 절사오차 등을 기존의 방식과 비교하였다. 제안된 절사형 Booth승산기는 승산결과의 하위 N-비트를 계산하는 회로를 생략하므로 절사되지 않은 일반 승산기에 비해 게이트 수가 약 35%~4o% 정도 감소한다. 본 논문에서 설계된 전사형 Booth 승산기는 기존의 고정 오차보상 방법을 적용한 경우에 비해 평균오차를 약 30%~40% 정도 줄일 수 있다.

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모바일 그래픽스 응용을 위한 부동소수점 승산기의 설계 (Design of Floating-Point Multiplier for Mobile Graphics Application)

  • 최병윤
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.547-554
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    • 2008
  • 본 논문에서는 2단 파이프라인 구조의 부동 소수점 승산기 회로를 설계하였다. 부동 소수점 승산기는 3차원 그래픽 API인 OpenGL과 Direct3D를 위한 단일 정밀도 곱셈 연산을 지원하며, 포화 연산, 면적 효율적인 점착(sticky) 비트 발생기 및 플래그 프리픽스 가산기를 결합하여, 면적 효율적이며 적은 파이프라인 지연 구조를 갖는다. 설계된 회로는 $0.13{\mu}m$ CMOS 표준 셀을 사용하여 합성 한 결과 약 4-ns의 지연시 간을 갖고 있으며, 약 7,500개로 구성된다. 설계된 부동 소수점 승산기의 최대 연산 성능은 약 250 MFLOPS이므로, 3차원 모바일 그래픽 분야에 효율적으로 적용 가능하다.

승산시간 향상을 위한 병렬 승산기 어레이 설계에 관한 연구 (A Study on the Design of Parallel Multiplier Array for the Multiplication Speed Up)

  • 이강현
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제2권6호
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    • pp.969-973
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    • 1995
  • 본 논문에서는 기존의 병렬 승산기 어레이에서 사용된 CSA(carry select adder) 셀 구조를 수정하여 승산시간을 감소하는 새로운 병렬 승산기 어레이를 제안한다. MCSA(modified CSA)의 입력에 가수와 피가수가 자리올림보다 먼저 인가된다. 그리고 자리올림 전달 가산기를 위하여 DCSA(doubled inverted imput CSA)를 설계하여 최종 승산항 다음에 추가한다. 제안된 안은 MCSA와 DCSA를 사용하여 설계하고 모의실험을 한다. 회로의 크기는 기존의 CAS셀을 사용한 기존의 승산기 어레이에 비하여 약 13% 증가했지만 연산시간은 약 52% 감소함을 확인하였다.

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고속 그래픽 처리를 위한 잉여수계 승산기 설계에 관한 연구 (A Study on the design of RNS Multiplier to speed up the Graphic Process)

  • 김용성;조원경
    • 전자공학회논문지B
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    • 제33B권1호
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    • pp.25-37
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    • 1996
  • 실시간 컴퓨터 그래픽 처리를 위하여는 고속 연산(승산 및 가산)회로가 필요하다. 잉여수 체계(RNS:Residue Number System)는 병렬성과 고속성을 갖는 정수연산체계이고, 또한 순환군(cyclic group)은 가산과 승산이 동형인 잉여수 연산을 수행하므로 고속의 승산기와 가산기의 설계가 가능하다. 그러므로, 본 논문에서는 DRNS(Double Residue Number System)를 제안하고, 순환부호(circula- tive code)를 이용한 고속의 잉여수 승산기를 설계하여, 이를 그래픽 프로세서의 연산기로 사용하고자 한다. 설계된 승산기는 TTL소자 74s09, 74s32를 사용한 경우 87MHz속도의 연산이 가능하다.

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