[發(fā)明專(zhuān)利]一種去頭去尾移位電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310654278.6
• 申請(qǐng)日: 2013-12-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103699351A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷紹充;魏曉彤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F5/01
• 分類(lèi)號(hào): G06F5/01
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種去頭去尾移位電路。

背景技術(shù)

目前，對(duì)于大數(shù)模平方的研究通常采用的方案是蒙哥馬利算法，該算法在模平方的運(yùn)算過(guò)程所耗費(fèi)的時(shí)間和輸入數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度成正比。

有鑒于此，有必要設(shè)計(jì)一種新型的平方電路，通過(guò)對(duì)運(yùn)算過(guò)程的部分積的優(yōu)化，減少部分積的次數(shù)，從而減少整個(gè)平方的運(yùn)行時(shí)間，解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種去頭去尾移位電路，它能夠逐步對(duì)2m位數(shù)據(jù)進(jìn)行去頭去尾，同時(shí)左移，將剩余位置0，直至輸出結(jié)果為0；適用于大數(shù)平方運(yùn)算，可以有效減少平方運(yùn)算過(guò)程的時(shí)間。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：包括2m位左移寄存器、m位Johnson左移計(jì)數(shù)器以及m位與門(mén)網(wǎng)絡(luò)；其中，第2m位寄存器的第2m-1位和m位Johnson左移計(jì)數(shù)器的第m位輸出連接到m位與門(mén)網(wǎng)絡(luò)的第m位與門(mén)上，第m位與門(mén)的輸出結(jié)果送入到第2m位的寄存器中，最終輸出結(jié)果為第2m位的寄存器的Q；其中，Q為第2m位的寄存器中D觸發(fā)器原碼輸出端輸出的結(jié)果，且160≤m≤15360。

所述的m位Johnson左移計(jì)數(shù)器初始值均置為1。

所述的m位與門(mén)網(wǎng)絡(luò)均為兩輸入與門(mén)。

所述的2m位左移寄存器中，每一個(gè)左移寄存器中包含一個(gè)D觸發(fā)器以及一個(gè)二選一數(shù)據(jù)選擇器，二選一數(shù)據(jù)選擇器的輸出端與D觸發(fā)器的D輸入端相連；第m位Johnson左移計(jì)數(shù)器的輸出與第2m-1位寄存器的輸出分別輸入到第m位與門(mén)的兩個(gè)輸入端上，第m位與門(mén)將結(jié)果輸入到第2m位的左移寄存器中的二選一數(shù)據(jù)選擇器中。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

在本發(fā)明m位與門(mén)網(wǎng)絡(luò)的輸入分別來(lái)自2m位左移寄存器和m位Johnson左移計(jì)數(shù)器，輸出結(jié)果為2m位的Q，該電路每經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)鐘周期就可以去掉輸入數(shù)據(jù)的最高位和最低位，并且將所得數(shù)據(jù)左移，低位補(bǔ)0。從而達(dá)到優(yōu)化平方運(yùn)算的部分積，減少運(yùn)算時(shí)間的目的。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明去頭去尾移位電路結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明具體的電路圖。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1，本發(fā)明包括2m位左移寄存器、m位Johnson左移計(jì)數(shù)器以及m位與門(mén)網(wǎng)絡(luò)；其中，m位Johnson左移計(jì)數(shù)器初始值均置為1。m位與門(mén)網(wǎng)絡(luò)均為兩輸入與門(mén)。第2m位寄存器的第2m-1位和m位Johnson左移計(jì)數(shù)器的第m位輸出連接到m位與門(mén)網(wǎng)絡(luò)的第m位與門(mén)上，第m位與門(mén)的輸出結(jié)果送入到第2m位的寄存器中，最終輸出結(jié)果為第2m位的寄存器的Q；其中，Q為第2m位的寄存器中D觸發(fā)器原碼輸出端輸出的結(jié)果，且160≤m≤15360。2m位左移寄存器中，每一個(gè)左移寄存器中包含一個(gè)D觸發(fā)器以及一個(gè)二選一數(shù)據(jù)選擇器，二選一數(shù)據(jù)選擇器的輸出端與D觸發(fā)器的D輸入端相連；第m位Johnson左移計(jì)數(shù)器的輸出與第2m-1位寄存器的輸出分別輸入到第m位與門(mén)的兩個(gè)輸入端上，第m位與門(mén)將結(jié)果輸入到第2m位的左移寄存器中的二選一數(shù)據(jù)選擇器中。

本發(fā)明的工作過(guò)程是：

參見(jiàn)圖2，初始化時(shí)，RS=0，將2m位的移位寄存器全部置為0；SET=0，將m位Johnson左移計(jì)數(shù)器全部置為1；工作時(shí)，SE=0，當(dāng)時(shí)鐘上升沿到來(lái)時(shí)，輸出Q=a_2ma_2m-1a_2m-2…a_m+1a_m…a₃a₂a₁，m位Johnson左移計(jì)數(shù)器的最低位變?yōu)?。經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)鐘后，輸出Q=a_2m-1a_2m-2…a_m+1a_m…a₃a₂00，而此時(shí)m位Johnson左移計(jì)數(shù)器的次低位也變?yōu)?。經(jīng)過(guò)兩個(gè)時(shí)鐘后，輸出Q=a_2m-2…a_m+1a_m…a₃0000，m位Johnson左移計(jì)數(shù)器的低三位都變?yōu)?。以此類(lèi)推，每經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)鐘之后，輸出Q去頭去尾左移一位，剩余低位以0填充，直到m+1個(gè)時(shí)鐘之后，輸出Q為全0。

下面以m=4的情況為例說(shuō)明：

表1

參見(jiàn)表1，第0個(gè)CLK時(shí)，Johnson計(jì)數(shù)器輸出全1，電路輸出Q全為0；接下來(lái)每經(jīng)過(guò)一個(gè)CLK，Johnson計(jì)數(shù)器輸出J和電路輸出Q按照上述規(guī)則變化，直到第5個(gè)CLK時(shí)，輸出全0。a₈a₇a₆a₅a₄a₃a₂a₁為其他情況時(shí)，輸出變化類(lèi)似。