Radix-4与Radix-8编码16位乘法器比较：速度、面积与能耗分析

本文是一篇发表在《科学、技术和研究杂志》(Journal of Science, Technology, and Research, JSTAR)上的研究论文，标题为"使用Radix-4和Radix-8编码技术的16位展位乘法器的比较分析"。作者Ch. Pallavi和C. Rajani是来自印度安得拉邦SV工程学院电子与通信工程系的助理教授。他们针对当前数字信号处理和其他领域广泛应用的乘法器设计，特别关注了基数4和基数8的展位乘法器。 基数乘法是一种通过将原问题分解成较小规模的计算来提高乘法效率的方法，其中基数4和基数8分别表示部分乘积的组合方式。基数4乘法器的特点是每个步骤产生n/2个部分乘积，这有助于简化电路结构。相比之下，基数8编码方法进一步将部分乘积数量减少到n/3，这意味着可以构建更简洁的进位保存加法器(Carry Save Adder, CSA)树。CSA树是乘法器的关键组成部分，它能够有效管理进位，并且对于减少硬件复杂性和面积有显著效果。 在延迟方面，由于基数8编码的乘法器需要处理更少的中间结果，理论上可能会带来更低的延迟。然而，这也可能因具体实现而异，取决于电路设计的优化程度。此外，由于基数8乘法器在处理有符号和无符号数时使用相同的乘法器单元，这使得整个系统在功率消耗上有所降低，因为它减少了硬件需求和不必要的功能。 论文还讨论了进位提前加法器(Carry Look Ahead Adder, CLA)在乘法器中的应用。CLA可以提前处理进位，从而加速加法操作，这对于整体乘法性能的提升至关重要。通过综合考虑部分乘积的数量、延迟和频率，作者对基数4和基数8编码的16位展位乘法器进行了深入的比较和评估，为设计高效、低功耗的VLSI乘法器提供了有价值的参考。 这篇论文提供了关于两种不同基数的展位乘法器在性能优化和资源利用方面的见解，对于那些关注现代VLSI设计特别是功耗效率的工程师来说，具有实际指导意义。通过比较和选择最合适的基数编码技术，可以有效地提升乘法器的设计效率。