• Title/Summary/Keyword: carry lookahead

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An Excess-3 Code Carry Lookahead Design for High-Speed Decimal Addition (고속 십진 가산을 위한 3초과 코드 Carry Lookahead설계)

  • 최종화;유영갑
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI
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    • v.40 no.5
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    • pp.241-249
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    • 2003
  • Carry lookahead(CLA) circuitry of decimal adders is proposed aiming at delay reduction. The truncation error in calculation of monetary interests may accumulate yielding a substantial amount of errors. Binary Coded Decimal(BCD) additions. for example, eliminate the truncation error in a fractional representation of decimal numbers. The proposed BCD carry lookahead scheme is aiming at the speed improvements without any truncation errors in the addition of decimal fractions. The delay estimation of the BCD CLA is demonstrated with improved performance in addition. Further reduction in delay can be achieved introducing non-weighted number system such as the excess-3 code.

Design of 32-bit Carry Lookahead Adder Using ENMODL (ENMODL을 이용한 32 비트 CLA 설계)

  • 김강철;이효상;송근호;서정훈;한석붕
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.3 no.4
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    • pp.787-794
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    • 1999
  • This paper presents an ENMODL(enhances NORA MODL) circuit and implements a high-speed 32 bit CLA(carry lookahead adder) with the new dynamic logics. The proposed logic can reduce the area and the Propagation delay of carry because output inverters and a clocking PMOS of second stage can be omitted in two-stage MODL(multiple output domino logic) circuits. The 32-bit CLA is implemented with 0.8um double metal CMOS Process and the carry propagation delay of the adder is about 3.9 nS. The ENMODL circuits can improve the performance in the high-speed computing circuits depending on the degree of recurrence.

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An Excess-3 Code Adde $r_{}$tracter Design Decimal Computation (십진수 계산을 위한 3초과 부호 가감산기 설계)

  • 최종화;한선경;유영갑
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI
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    • v.40 no.6
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    • pp.32-38
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    • 2003
  • An excess-3 code adde $r_tracter circuit is proposed for human friendly decimal computation. Carry lookahead (CLA) circuitry can be used to enhance decimal computation speed. The proposed excess-3 adde $r_tracter employs improved CLA and compensation circuitry recoding computation delay. The circuitry used for addition is used for subtraction without further modification. Substantial speed improvement is obtained compared to conventional designs.signs.

A Study on the Design of an Adder using Carry Propagation Characteristics (자리올림의 전파특성을 이용한 가산회로의 설계에 관한 연구)

  • 이용석;정기현;김용덕
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics B
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    • v.30B no.5
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    • pp.10-17
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    • 1993
  • This paper suggests a new addition algorithm. A circuit to implement the algorithm and the result of its performance evaluation are presented. The basic idea of the algorithm is that to obtain the sum of two operands, two operands bits are exclusive-ORed and then the result is inverted by the carry from the previous stage. An unique carry prediction method minimizes carry propagation. The proposed circuit has a very simple and regular structure compared with CLA (carry lookahead adder). It also requires less gates for the implementation about 50% and operates faster.

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FPGA Performance Evaluation According to HDL Coding Style (HDL 코딩 방법에 따른 FPGA에서의 성능 실험 및 평가)

  • Lee, Sangwook;Lee, Boseon;Lee, Seungeun;Suh, Taeweon
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2011.11a
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    • pp.62-65
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    • 2011
  • FPGA는 대용량의 게이트를 지원하는 하드웨어를 프로그램 할 수 있는 디바이스이다. ASIC을 위해 설계된 로직은 칩으로 제조되기 전에 검증 과정을 거친다. 이 검증 과정에서 시뮬레이션의 한계를 극복하기 위해 FPGA를 사용한 에뮬레이션 방법을 많이 채택한다. 에뮬레이션 과정에서 ASIC의 동작 속도로 검증하는 것이 바람직하지만 FPGA의 특성상 ASIC과 같은 속도로 동작하기는 쉽지 않은 것이 현실이다. 본 논문에서는 HDL 코딩 방법에 따른 FPGA의 성능 민감도를 실험하였다. 실험 및 평가를 위해 다양한 알고리즘을 가진 가산기를 이용하였고 각 가산기 종류와 비트수에 따라 Verilog-HDL을 이용하여 코딩하였으며 대표적인 FPGA 제조사(Altera와 Xilinx)별, 디바이스별로 동작 속도와 자원 사용량을 측정하였다. 실험 결과 FPGA 제조사별로 다른 경향을 보임을 확인하였다. 성능 면에서는 비트별로 다소 차이는 있지만 Altera 디바이스에서는 Ripple Carry, Carry Lookahead 가산기보다 Prefix 가산기의 성능이 우수하게 나왔다. Xilinx 디바이스에서는 예상과 달리 가산기들 사이의 성능 차이가 크게 나지 않았으며 Ripple Carry, Carry Lookahead 가산기가 Prefix 가산기보다 높은 성능을 보이는 경우도 있었다. 비용 면에서는 디바이스별로 큰 차이가 나지 않았으며 ASIC과 비슷한 성능 민감도를 보였다. 그리고 각 제조사에서 제공하는 IP(Intellectual Property) Core를 사용했을 경우는 대부분의 디바이스에서 우수한 성능을 보여 주었다. TSMC 90nm 공정 기술로 제작한 ASIC과 IP Core를 비교했을 때는 ASIC의 성능이 4배 정도 우수한 것으로 나타났다.

Restricted Multi-hop Information Lookahead Scheme for Real-Time Data Dissemination in Wireless Sensor Networks (무선 센서 망에서 실시간 데이터 전송을 위한 제한적 멀티-홉 정보 예측 기법)

  • Jung, Ju-Hyun;Oh, Seung-Min;Lee, Jeong-Cheol;Park, Ho-Sung;Yim, Yong-Bin;Kim, Sang-Ha
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.35 no.7A
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    • pp.706-714
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    • 2010
  • In wireless sensor networks, real-time data delivery schemes typically achieve a desired delivery speed by performing one-hop lookahead. Recently, to reduce the deadline miss ratio against the desired delivery speed, a study has proposed a real-time routing protocol based on proactively performing two-hop lookahead. However, the study might cause heavy message exchange overhead and high computing complexity to carry out obtainment of two-hop neighborhood speed information in the entire sensor nodes whether data are delivered or not. Moreover, although multi-hop lookahead provides the least deadline miss ratio, due to the restriction from the overhead and the complexity, the recent study merely adopts the two-hop lookahead manner. In this paper, we propose a novel real-time routing protocol that adopts on-demand neighborhood multi-hop information obtainments only around data forwarding paths. Simulation results prove that the proposed routing protocol offers better performances with respect to deadline miss ratio, total communication costs, energy efficiency, and network lifetime.

Design of high speed 64bit adder (고속 연산을 위한 64bit 가산기의 설계)

  • 오재환;이영훈;김상수;상명희
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 1998.06a
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    • pp.843-846
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    • 1998
  • 산술연산을 수행하는 가산기는 ALU(arithmetic logic unit)의 성능을 좌우하는데 매우 중요한 역할을 하며, 어떠한 캐리 생성 방식을 사용하는냐에 따라 그 성능이 결정될 수 있다. RCA(Ripple carry adder)는 간단하고, 쉬운 설게로 널리 사용되자만, 캐리의 전파지연 문제로 인해 고속의 가산기 응용에의 부적합하다. 또한, CLA(carry lookahead adder)방식의 가산기는 캐리의 지연시간이 가산기의 단수와 무관하므로, 연산속도를 높일 수 있는 장점이 있지만 더하고자 하는 bit의 수가 클수록 회로가 매우 복잡해지는 큰 단점을 가지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 간단하면서도 성능이 우수한 64bit 가산기를 설계하고 시뮬레이션을 통하여 설계된 회로의 우수성을 증명하였다.

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Design of a ECC arithmetic engine for Digital Transmission Contents Protection (DTCP) (컨텐츠 보호를 위한 DTCP용 타원곡선 암호(ECC) 연산기의 구현)

  • Kim Eui seek;Jeong Yong jin
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.30 no.3C
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    • pp.176-184
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    • 2005
  • In this paper, we implemented an Elliptic Curve Cryptography(ECC) processor for Digital Transmission Contents Protection (DTCP), which is a standard for protecting various digital contents in the network. Unlikely to other applications, DTCP uses ECC algorithm which is defined over GF(p), where p is a 160-bit prime integer. The core arithmetic operation of ECC is a scalar multiplication, and it involves large amount of very long integer modular multiplications and additions. In this paper, the modular multiplier was designed using the well-known Montgomery algorithm which was implemented with CSA(Carry-save Adder) and 4-level CLA(Carry-lookahead Adder). Our new ECC processor has been synthesized using Samsung 0.18 m CMOS standard cell library, and the maximum operation frequency was estimated 98 MHz, with the size about 65,000 gates. The resulting performance was 29.6 kbps, that is, it took 5.4 msec to process a 160-bit data frame. We assure that this performance is enough to be used for digital signature, encryption and decryption, and key exchanges in real time environments.

Implementation of a Dynamic Partial Reconfigurable Design using Xilinx Bus Macro (Xilinx 버스 매크로를 이용한 동적 부분 재구성 가능한 디자인 설계)

  • You, Myoung-Keun;Lee, Jae-Jin;Song, Gi-Yong
    • Proceedings of the Korea Institute of Convergence Signal Processing
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    • 2005.11a
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    • pp.339-342
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    • 2005
  • 동적 부분 재구성은 FPGA 칩에 구현된 디자인에서 변경이 필요한 부분만 재구성하여 줌으로써 실시간적 재구성을 가능하게하는 방법이다. 동적 부분 재구성에 대한 많은 연구를 통하여 게이트 수준의 부분 재구성이 가능하지만, 설계 복잡도가 큰 시스템을 설계시에 게이트 수준의 부분 재구성 방법은 부적적하다. 본 논문에서는 Xilinx에서 제고하는 버스 매크로를 사용하여 모듈 기반의 부분 재구성 기법에 대하여 기술하며, 곱셈기, 레지스터, 그리고 ripple carry adder로 구성된 회로에서 ripple carry adder를 carry lookahead adder로 재구성한다.

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Design of ECC Calculator for Digital Transmission Content Protection(DTCP) (디지털 컨텐츠 보호를 위한 DTCP용 타원곡선 암호(ECC) 연산기의 구현)

  • Kim Eui-Seok;Ryu Tae-Gyu;Jeong Yong-Jin
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2004.06a
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    • pp.47-50
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    • 2004
  • In this paper, we implement an Elliptic Curve Cryptosystem(ECC) processor for DTCP. Because DTCP(Digital Transmission Content Protection) uses GF(p), where p is a 160-bit prime integer, we design a scalar multiplier based on GF(p). The scalar multiplier consists of a modular multiplier and an adder. The multiplier uses montgomery algorithm which is implemented with CSA(Carry-save Adder) and CLA(Carry-lookahead Adder). Our new scalar multiplier has been synthesized using Samsung 0.18 um CMOS technology and the maximum operation frequency is estimated 98 MHz, with the size about 65,000 gates. The resulting performance is 29.6 kbps, that is, it takes 5.4 msec to process a 160-bit data frame. We assure that this performance is enough to be used for digital signature, encryption/decryption, and key exchanges in real time environments.

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