并行前缀结构的十进制加法器设计与优化

"基于并行前缀结构的十进制加法器设计.pdf" 这篇论文主要探讨了在硬件实现中处理二进制编码十进制（BCD码）十进制加法器的一种新方法，该方法采用了并行前缀结构。在BCD码的十进制加法过程中，常常会遇到无效码的问题，即超出正常范围的编码，这需要额外的处理步骤来确保计算的正确性。作者提出了一种基于预先加6、二进制加法求中间和，然后再减6修正的算法。 首先，文章介绍了设计思路：在加法操作之前，先对输入的BCD码进行预加6操作，这样可以避免无效码的出现。然后，通过二进制加法计算出中间结果，这个过程可以利用并行前缀结构来提高计算速度。最后，为了得到正确的十进制和，需要对中间结果进行减6的修正。为了进一步优化，论文将减6修正步骤集成到了一个新的减6修正进位选择加法器中，使得整个计算过程更加高效并行。 并行前缀结构，也称为Carry-Lookahead或Carry-Save结构，是一种常用的提高加法器速度的方法。它通过提前计算进位信号，使得每一位的加法操作能独立进行，从而显著减少了计算延迟。在本文的设计中，这一结构被巧妙地应用到十进制加法器中，使得无效码的处理和加法计算同时进行，提高了整体运算的效率。 文章中，设计者使用Verilog HDL语言实现了32位、64位和128位的十进制加法器，并通过DesignCompiler工具进行了综合。实验结果显示，32位加法器的延迟为0.56ns，64位为0.61ns，128位为0.71ns，对应的面积分别为1310μm²、2681μm²和5485μm²。这些数据表明，尽管增加了额外的修正步骤，但整体性能仍然得到了显著提升，满足了高速运算的需求。 关键词涉及十进制加法、并行前缀结构以及减6修正进位选择加法器，表明该设计主要关注的是提高BCD码加法运算的硬件实现效率和准确性。这种设计对于需要快速处理大量十进制运算的领域，如金融计算、数字信号处理等，具有重要的实际应用价值。 这篇论文提供了一种创新的基于并行前缀结构的十进制加法器设计方案，解决了BCD码加法中的无效码问题，并通过优化的减6修正步骤提升了计算的并行性和效率。设计的加法器在延迟和面积上都表现良好，证明了其在硬件实现上的可行性与优越性。