一种dsp数据通路的设计实现

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1、申请上海交通大学工学硕士专业学位论文一种DSP数据通路的设计实现学校：上海交通大学院系：微电子学院班级：B0621091学号：1062109001学生：向奔专业：电路与系统导师：毛志刚（教授）上海交通大学微电子学院2008年12月ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeTheDesignandImplementationofDSPDatapathAuthor：XiangBenSpecialty：Electronic

2、circuitandsystemAdvisor：Prof.MaoZhigangSchoolofMicro-ElectronicsShanghaiJiaoTongUniversityShanghai，P.R.ChinaDecember，2008一种DSP数据通路的设计实现摘要在DSP设计中，由于数据通路决定时钟周期且占据相当大的芯片面积，因此，数据通路是决定微处理器性能和价格的主要因素。本文主要探讨了rDSP数据通路的优化设计，主要内容和创新包括：1、在分析传统对数移位器实现的基础上，提出了一种新的移位器

3、右移级间互连方案，将二进制补码直接用于移位器部件，从而避免了传统设计中的加法器、逆序电路对关键路径的影响。2、完成了40位加法器的设计。该加法器采用平方根分组进位结构，通过超前进位链计算第16位进位，从而支持双16位模式，以方便一些数字信号处理算法，并针对组内和组间的进位链提出了优化的算法。3、分析实现ALU的两种传统结构，针对将算术运算和逻辑运算单元分开这一方案的不足，重新设计了ALU的实现构架，以较小的代价和较短的执行时间完成了ALU的设计。4、乘法器是DSP处理器中的关键部件，乘法器的设计关系到D

4、SP处理器的性能好坏。采用改进的Booth编码、五层的WallaceTree结构和超前进位加法器完成了乘累加的实现，并着重考虑了对有符号数乘法符号的处理。关键词：DSP，数据通路，移位器，ALU，乘法器第I页TheDesignandImplementationofDSPDatapathABSTRACTInDSPdesign,datapathrestrainsclockcycleandoccupiessignificantchiparea;therefore,itisthemajorfactorofmic

5、roprocessorperformanceaswellastheprice.ThistextdiscussestheoptimizationoftherDSPdata-pathdesign.Themaincontentandinnovationinclude:1.Inanalyzingthetraditionallogarithmicshifterimplementation,theauthorproposedanewschemetoimplementinterconnection,whichuses

6、2'scomplementcodeforshiftercomponentdirectly,thusavoidingtheimpactonthecriticalpathinthetraditionaldesignoftheadderandreversethecircuit.2.Theauthoralsocompletesdesignofa40-bitadder.Byemployinga squarecarry-selectstructure,thisaddercalculatesthecarry-outo

7、fthe16thbitfromthecarrychain,whichenablesittosupportdual16-bitmode.Thereby,thisschemeacceleratessomeDSPalgorithms,andproposesoptimizedalgorithmforthecarrychainwithinand/orbetweengroups.3.TheauthoranalysestwokindsoftraditionalstructuresinrealizingALU.Aimi

8、ngatthedefectofsplittingarithmeticandlogicalunits,theauthordesignedanewALUarchitecture,whichtakeslessconsumptionofareaandexecutiontime.4.MultiplieristhekeycomponentofaDSP,inthatthedesignofmultipliercoulddeterminetheultimat