一種多位三值低功耗多米諾乘法器制造技術

本發明專利技術公開了一種多位三值低功耗多米諾乘法器，包括第一三值絕熱多米諾文字運算電路、第二三值絕熱多米諾文字運算電路、進位信號產生電路和本位積信號產生電路，第一三值絕熱多米諾文字運算電路分別與進位信號產生電路和本位積信號產生電路連接，第二三值絕熱多米諾文字運算電路分別與進位信號產生電路和本位積信號產生電路連接，進位信號產生電路的低位進位信號輸入端與本位積信號產生電路的低位進位信號輸入端連接；優點是在保證具有正確邏輯功能的前提下，結構簡單，且與采用直流電源的三值常規多米諾乘法單元相比，其功耗節省約54%，與基于DTCTGAL電路設計的三值乘法單元相比，其晶體管數量減少約31%。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種三值乘法器，尤其是涉及一種多位三值低功耗多米諾乘法器。
技術介紹
當前數字電路系統主要采用二值邏輯實現，其單根信號線能傳輸的邏輯值只有O和I兩種，電路的空間和時間利用率較低。采用多值邏輯可以大大減少電路輸入變量數，提高每根連線攜帶的信息量，從而減小芯片的面積，增強數據處理能力。多米諾電路由于其在電路面積和速度上的優勢，廣泛應用于各種高性能電路中，因此將多值邏輯與多米諾電路相結合，能夠進一步減小電路面積，提聞電路的信息密度。乘法器是現代數字系統的關鍵部件之一，在各種微處理器中應用十分廣泛，例如 在DSP芯片進行卷積運算、快速傅里葉變換、數字濾波等運算時都需要乘法器的參與，因此乘法器的功耗會對整個數字系統的功耗產生較大的影響。然而，傳統的乘法器由于電荷是從電源到地一次性的消耗掉，造成了極大的浪費；而采用交流脈沖電源的絕熱乘法單元能夠充分回收電路節點中存儲的電荷，有效降低電路的功耗。鑒于此，將多值邏輯、絕熱邏輯與多米諾電路應用到乘法器的設計中具有現實意義。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種在保證具有正確的邏輯功能的前提下，功耗較低的多位三值低功耗多米諾乘法器。本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案為一種多位三值低功耗多米諾乘法器，由η位三值絕熱多米諾乘法單元組成，所述的三值絕熱多米諾乘法單元設置有被乘數信號輸入端，乘數信號輸入端、低位進位信號輸入端、互補低位進位信號輸入端、高位進位信號輸出端、互補高位進位信號輸出端、本位積信號輸出端、第一時鐘信號輸入端、第二時鐘信號輸入端和第三時鐘信號輸入端，第k位三值絕熱多米諾乘法單元的高位進位信號輸出端與第k+Ι位三值絕熱多米諾乘法單元的低位進位信號輸出端通過一個絕熱多米諾緩沖器連接，第k位三值絕熱多米諾乘法單元的互補高位進位信號輸出端與第k+Ι位三值絕熱多米諾乘法單元的互補低位進位信號輸出端也通過一個絕熱多米諾緩沖器連接，第j位三值絕熱多米諾乘法單元的本位積信號輸出端連接有輸出端與輸入端依次串聯的n-j個的絕熱多米諾緩沖器，第j位三值絕熱多米諾乘法單元的被乘數信號輸入端和乘數信號輸入端分別連接有輸出端與輸入端依次串聯的j_l個絕熱多米諾緩沖器，第I位三值絕熱多米諾乘法單元的低位進位信號輸入端接入0，第I位三值絕熱多米諾乘法單元的互補低位進位信號輸入端接入幅值電平對應邏輯2的時鐘信號，其中，η彡2，k = 1，2，……，n-1，j=l，2, ......,η。該乘法器由四位三值絕熱多米諾乘法單元組成，所述的三值絕熱多米諾乘法單元包括第一三值絕熱多米諾文字運算電路、第二三值絕熱多米諾文字運算電路、進位信號產生電路和本位積信號產生電路，所述的進位信號產生電路設置有低位進位信號輸入端、被乘數文字運算信號輸入端、乘數文字運算信號輸入端、高位進位信號輸出端和互補高位進位信號輸出端，所述的本位積信號產生電路設置有被乘數文字運算信號輸入端、乘數文字運算信號輸入端、低位進位信號輸入端、互補低位進位信號輸入端和本位積信號輸出端，所述的第一三值絕熱多米諾文字運算電路的信號輸入端為所述的三值絕熱多米諾乘法單元的被乘數信號輸入端，用于接入被乘數輸入信號，所述的第一三值絕熱多米諾文字運算電路的信號輸出端分別與所述的進位信號產生電路的被乘數文字運算信號輸入端和所述的本位積信號產生電路的被乘數文字運算信號輸入端連接，所述的第二三值絕熱多米諾文字運算電路的信號輸入端為所述的三值絕熱多米諾乘法單元的乘數信號輸入端，用于接入乘數輸入信號，所述的第二三值絕熱多米諾文字運算電路的信號輸出端分別與所述的進位信號產生電路的乘數文字運算信號輸入端和所述的本位積信號產生電路的乘數文字運算信號輸入端連接，所述的進位信號產生電路的低位進位信號輸入端與所述的本位積信號產生電路的低位進位信號輸入端連接且其連接端為所述的三值絕熱多米諾乘法單元的低位進位信號輸入端，所述的第一三值絕熱多米諾文字運算電路、所述的第二三值絕熱多米諾文字運算電路和所述的進位信號產生電路均分別與所述的三值絕熱多米諾乘法單元的第一時鐘信號輸入端和所述的三值絕熱多米諾乘法單元的第二時鐘信號輸入端連接，所述的本位積信號產生電路分別與所述的三值絕熱多米諾乘法單元的第一時鐘信號輸入端、所述的·三值絕熱多米諾乘法單元的第二時鐘信號輸入端和所述的三值絕熱多米諾乘法單元的第三時鐘信號輸入端連接，第I位三值絕熱多米諾乘法單元和第3位三值絕熱多米諾乘法單元的第一時鐘信號輸入端均接入幅值電平對應邏輯2的第一時鐘信號，第I位三值絕熱多米諾乘法單元和第3位三值絕熱多米諾乘法單元的第二時鐘信號輸入端均接入幅值電平對應邏輯2的第二時鐘信號，第I位三值絕熱多米諾乘法單元和第3位三值絕熱多米諾乘法單元的第三時鐘信號輸入端均接入幅值電平對應邏輯I的第三時鐘信號，第2位三值絕熱多米諾乘法單元和第4位三值絕熱多米諾乘法單元的第一時鐘信號輸入端均接入幅值電平對應邏輯2的第二時鐘信號，第2位三值絕熱多米諾乘法單元和第4位三值絕熱多米諾乘法單元的第二時鐘信號輸入端均接入幅值電平對應邏輯2的第一時鐘信號，第2位三值絕熱多米諾乘法單元和第4位三值絕熱多米諾乘法單元的第三時鐘信號輸入端均接入幅值電平對應邏輯I的第四時鐘信號，其中所述的第一時鐘信號和所述的第四時鐘信號同相，所述的第二時鐘信號和所述的第三時鐘信號同相，且所述的第一時鐘信號和所述的第三時鐘信號的相位相差180度，其中，n=4，k = 1,2,3, j=l，2，3，4。所述的第一三值絕熱多米諾文字運算電路的信號輸出端的輸出信號為與其信號輸入端接入的被乘數輸入信號對應的三個被乘數文字運算信號，分別為被乘數為邏輯O時的第一被乘數文字運算信號、被乘數為邏輯I時的第二被乘數文字運算信號和被乘數為邏輯2時的第三被乘數文字運算信號，其中所述的進位信號產生電路的被乘數文字運算信號輸入端接入所述的第二被乘數文字運算信號和所述的第三被乘數文字運算信號，所述的本位積信號產生電路的被乘數文字運算信號輸入端接入所述的第一被乘數文字運算信號、所述的第二被乘數文字運算信號和所述的第三被乘數文字運算信號，所述的第二三值絕熱多米諾文字運算電路的信號輸出端的輸出信號為與其信號輸入端接入的乘數輸入信號對應的三個乘數文字運算信號，分別為乘數為邏輯O時的第一乘數文字運算信號、乘數為邏輯I時的第二乘數文字運算信號和乘數為邏輯2時的第三乘數文字運算信號，其中所述的進位信號產生電路的乘數文字運算信號輸入端接入所述的第二乘數文字運算信號和所述的第三乘數文字運算信號，所述的本位積信號產生電路的乘數文字運算信號輸入端接入所述的第一乘數文字運算信號、所述的第二乘數文字運算信號和所述的第三乘數文字運算信號。所述的第一三值絕熱多米諾文字運算電路包括文字運算模塊和波形轉換模塊，所述的文字運算模塊由第一 PMOS管、第二 PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第一 NMOS管、第二 NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管和第七NMOS管組成，所述的第一 NMOS管的柵極和所述的第四NMOS管的柵極并接且其并接端為所述的第一三值絕熱多米諾文字運算電路的信號輸入端，所述的第一 NMOS管的漏極、所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多位三值低功耗多米諾乘法器，其特征在于由n位三值絕熱多米諾乘法單元組成，所述的三值絕熱多米諾乘法單元設置有被乘數信號輸入端，乘數信號輸入端、低位進位信號輸入端、互補低位進位信號輸入端、高位進位信號輸出端、互補高位進位信號輸出端、本位積信號輸出端、第一時鐘信號輸入端、第二時鐘信號輸入端和第三時鐘信號輸入端，第k位三值絕熱多米諾乘法單元的高位進位信號輸出端與第k+1位三值絕熱多米諾乘法單元的低位進位信號輸出端通過一個絕熱多米諾緩沖器連接，第k位三值絕熱多米諾乘法單元的互補高位進位信號輸出端與第k+1位三值絕熱多米諾乘法單元的互補低位進位信號輸出端也通過一個絕熱多米諾緩沖器連接，第j位三值絕熱多米諾乘法單元的本位積信號輸出端連接有輸出端與輸入端依次串聯的n？j個的絕熱多米諾緩沖器，第j位三值絕熱多米諾乘法單元的被乘數信號輸入端和乘數信號輸入端分別連接有輸出端與輸入端依次串聯的j？1個絕熱多米諾緩沖器，第1位三值絕熱多米諾乘法單元的低位進位信號輸入端接入0，第1位三值絕熱多米諾乘法單元的互補低位進位信號輸入端接入幅值電平對應邏輯2的時鐘信號，其中，n≥2，k＝1，2，……，n？1，j=1，2，……，n。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：汪鵬君，楊乾坤，鄭雪松，
申請(專利權)人：寧波大學，
類型：發明
國別省市：