طراحی واحد محاسبات میدان محدود باینری (gf(2m با مصرف توان کم و کارایی بالا

در این پایان نامه، ساختار ضرب کننده ماستروویتو بصورت سلولی پیشنهاد می شود. شخص ماستروویتو، ضرب کننده ای را معرفی کرد که عملیات محاسبه ضرب را، در میدان محدود انجام می-دهد. ساختاری که در این پایان نامه برای این نوع ضرب کننده پیشنهاد می شود، یک ساختار سلولی است. در ابتدا ساختار ضرب کننده سلولی متداول ارائه می شود. این ساختار، ورودی های با هر تعداد بیت را پوشش می دهد و برای آنکه سرعت مناسبی داشته باشد، از چندجمله ای های ساده نشدنی سه جمله-ای و پنج جمله ای برای عمل کاهش در آن استفاده می شود. در این ساختار تأخیر و توان عملیاتی باهم برابر می باشد این ساختار برای محاسبه ضرب یک جفت داده که به سیستم اعمال می شود، مناسب است ولی اگر چندین جفت داده در ورودی داشته باشیم که به صورت سریالی به سیستم اعمال می شود و بخواهیم نتایج ضرب هر جفت داده را داشته باشیم، ساختار پیشنهادی مناسب نمی-باشد. چون در این ساختار، ورودی بعدی زمانی می تواند به ساختار اعمال شود که خروجی جفت داده ورودی قبلی، از مدار حاصل شده باشد. برای حل این مشکل، ساختار دیگری پیشنهاد می شود که بصورت سلولی با توان عملیاتی بالا است. در این ساختار پیشنهادی، جفت ورودی ها، بصورت سریالی و متناسب با کلاک، به ساختار اعمال می شوند و خروجی ها نیز متناسب با کلاک، از ساختار خارج می-شوند. در واقع دیگر لازم نیست که منتظر بمانیم تا خروجی داده های ورودی قبلی، از سیستم حاصل شود و بعد ورودی بعدی به سیستم اعمال شود. بلکه ورودی ها، متناسب با کلاک، به سیستم اعمال می شوند و خروجی ها نیز به همین صورت از سیستم بدست می آیند. با این کار، سرعت سیستم در محاسبه ضرب جفت داده های ورودی که بصورت سریالی به سیستم اعمال می شوند، افزایش می یابد. در این ساختار ثابت می شود که حداکثر توان عملیاتی برای پنج جمله ای ها، برابر 10 کلاک و برای سه-جمله ای ها، حداکثر 3 کلاک است. باتوجه به اهمیت مصرف توان، ساختار ضرب کننده سلولی مرسوم پیشنهادی را به گونه ای تغییر می دهیم که مصرف توان آن تا حد مناسبی کاهش یابد. برای نمونه، این کار را برای ساختار سلولی پیشنهادی پنج بیتی انجام دادیم که حدود 25درصد در مصرف توان صرفه جویی داشتیم. الگوریتم ضرب کننده ماستروویتو، در نرم افزار matlab شبیه سازی شد. سپس کد verilog ساختارهای پیشنهادی در نرم افزارmodelsim مورد ارزیابی قرار گرفت و در سطح ترانزیستوری به کمک نرم افزار hspice پیاده سازی شد. در انتها نیز، طرح لی اوت ساختار های سلولی پیشنهادی پنج بیتی، توسط نرم افزار soc encounter حاصل شد.