新型RNS基扩展算法与VLSI设计：提升DSP系统性能

本文主要探讨了在数字信号处理（DSP）系统中，余数系统（RNS）基础扩展算法的重要性及其在实现上的挑战。研究者汪陈浩和胡剑浩针对这一关键问题，提出了一种创新的基扩展算法，旨在将原始的基于模数{2^1, 2, 2^(n-1)}的RNS动态范围扩展到新的基{2^2, 2, 2^(n-1)}。这种扩展方法特别关注VLSI（Very Large Scale Integration）实现，即通过大规模集成电路技术来优化算法的硬件设计。 该算法的核心在于设计一个高效的VLSI架构，该结构仅利用基本的二进制加法器和模加法器，充分利用了{2^1, 2, 2^(n-1)}基数的特性，简化了硬件复杂度。作者通过对比基于单位门模型的性能评估，证明了新算法在实现相同动态范围扩展时具有优秀的VLSI实现性能，这意味着在资源消耗和速度方面具有优势。 文章的关键点包括： 1. **余数系统基础扩展算法**：这是一种在RNS DSP系统中至关重要的运算，它决定了系统在处理大数值时的效率和精度。 2. **VLSI实现**：通过优化设计，使得算法可以有效地在实际硬件中实现，降低对高级计算单元的需求，有利于大规模生产和嵌入式应用。 3. **模数转换**：从{2^1, 2, 2^(n-1)}到{2^2, 2, 2^(n-1)}的转换，体现了算法在不同基数下的灵活性和适应性。 4. **性能对比**：通过与ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）的性能比较，展示了新算法在硬件效率上的优越性。 5. **关键词**：本文的关键词包括“基扩展”，“数字信号处理”，“余数系统”，以及“超大规模集成电路”，这些都突出了研究的主题和焦点。 这项工作不仅提升了RNS在DSP系统中的实用性，也为VLSI设计人员提供了一种高效、易于集成的解决方案，对于提高数字信号处理系统的性能和成本效益具有重要意义。