Gruppe Multiplizierer

Aufgabe Implementation eines seriellen Multiplizierers Verwendung des Prinzips der systolischen Arrays inklusive Built In Self Test (BIST)

Systolische Arrays Synchronität: Daten werden rhythmisch synchron zu globalen Clock berechnet und durch Netzwerk transferiert Modularität / Regularität: Array besteht aus modularen Prozessoreinheiten mit einheitlichen Verbindungen und ist unendlich vergrößerbar. Räumliche und zeitliche Lokalität: Datenleitungen verbinden nur benachbarte Module und enthalten mindestens eine Delayeinheit Skalierbarkeit: Das Array ist erweiterbar mit linearer Erhöhung der Durchsatzrate. Ein systolisches Array mit M PE erreicht eine Steigerung der Durchsatzrate mit O(M) gegenüber einem System mit einem PE.

Multipliziermethoden Bsp.: 896 * 271 = )Standard -braucht 9 Multiplikationen/6 Additionen -braucht 9 Multiplikationen/6 Additionen

Multipliziermethoden 2.) Abyssinian Farmers' Multiplication -braucht 6 Additionen, Shiftoperationen -halbieren, links alles gerade streichen, summieren

Multipliziermethoden 3.)Nepers Grid Methode -braucht 9 Multiplikationen / 6 Additionen

Multipliziermethoden Alle sind matrixförmig aufgebaut Beruhen auf mehrere einzelne Multiplikationen und Additionen Verbesserungsmöglichkeit: 1.)Platz einsparen durch Bildung einzelner 1.)Platz einsparen durch Bildung einzelner Module Prozessorelemente im syst. Array Module Prozessorelemente im syst. Array 2.)dadurch kürzere und weniger Leitungen 2.)dadurch kürzere und weniger Leitungen Frequenz lässt sich erhöhen Frequenz lässt sich erhöhen

Systolischer Multiplizierer Es wird versucht eine Dimension einzusparen und sie quasi auf die Zeit abzubilden Über eine Control-Leitung wird dann die Funktion ausgewählt, die für die jeweilige Bit-Operation richtig ist Grund: bei den ersten, letzten Bits und in der Mitte sind die Operationen teilweise unterschiedlich (z.B. Carryberechnung) Grund: bei den ersten, letzten Bits und in der Mitte sind die Operationen teilweise unterschiedlich (z.B. Carryberechnung)

Systolischer Multiplizierer Beispielhafte Darstellung vor der Abbildung

Systolischer Multiplizierer Darstellung nach der Abbildung (hier horizontal) Unten ein PE als syst. Grundelement dargestellt

Wechsel des Redners

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