[發(fā)明專利]一種Booth乘法器及其運(yùn)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011627419.1
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112685001B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尚德龍;李陽;劉婉婷;唐溪琴;喬樹山;周玉梅
• 申請（專利權(quán)）人: 中科南京智能技術(shù)研究院
• 主分類號: G06F7/523
• 分類號: G06F7/523
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王愛濤

1.一種Booth乘法器，其特征在于，包括：

初步譯碼模塊，連接數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，用于對輸入的乘數(shù)和被乘數(shù)進(jìn)行初步譯碼，得到部分積，并對所述部分積進(jìn)行正負(fù)標(biāo)記，得到正負(fù)標(biāo)志信號；

修正譯碼模塊，連接所述初步譯碼模塊，用于根據(jù)正負(fù)標(biāo)志信號對所述部分積進(jìn)行分類處理，再根據(jù)分類結(jié)果，對所述部分積進(jìn)行修正譯碼處理，得到修正部分積；

4-2壓縮單元，連接所述修正譯碼模塊，用于對所述修正部分積進(jìn)行兩級4-2壓縮處理，得到壓縮部分積；

32位超前進(jìn)位加法器，連接所述4-2壓縮單元，用于計(jì)算所述壓縮部分積的和值，所述和值為最終的乘積結(jié)果；

信號控制模塊，分別連接所述修正譯碼模塊、所述4-2壓縮單元和所述32位超前進(jìn)位加法器，用于根據(jù)正負(fù)標(biāo)志信號，確定取補(bǔ)操作中所需“加1”的個數(shù)，并向所述4-2壓縮單元和所述32位超前進(jìn)位加法器發(fā)送控制信號，控制所述4-2壓縮單元和所述32位超前進(jìn)位加法器執(zhí)行相應(yīng)的取補(bǔ)操作；所述取補(bǔ)操作包括按位取反操作和“加1”操作；

所述初步譯碼模塊對輸入的乘數(shù)和被乘數(shù)進(jìn)行初步譯碼，得到部分積，并對所述部分積進(jìn)行正負(fù)標(biāo)記，得到正負(fù)標(biāo)志信號，具體包括：

對16位乘數(shù)的低8位和高8位同時進(jìn)行基于radix-4的Booth初步譯碼，輸出8個初步32位部分積，定義低8位輸出的部分積為I₀～I(xiàn)₃，高8位輸出的部分積為I₄～I(xiàn)₇；

設(shè)被乘數(shù)為a，則初次譯碼后得到的所述部分積有0，a，2a三種情況，對每個所述部分積進(jìn)行正負(fù)標(biāo)記，輸出正負(fù)標(biāo)志信號sign_n，n為0～7的整數(shù)，正負(fù)標(biāo)志信號sign₀～sign₇與部分積I₀～I(xiàn)₇相對應(yīng)；

當(dāng)所述部分積是正數(shù)時，則所述初步譯碼模塊輸出所述部分積的原值，同時正負(fù)標(biāo)志信號sign_n輸出低電平“0”；

當(dāng)所述部分積是負(fù)數(shù)時，則所述初步譯碼模塊輸出所述部分積的絕對值，同時正負(fù)標(biāo)志信號sign_n輸出高電平“1”；

所述修正譯碼模塊根據(jù)正負(fù)標(biāo)志信號對所述部分積進(jìn)行分類處理，再根據(jù)分類結(jié)果，對所述部分積進(jìn)行修正譯碼處理，得到修正部分積，具體包括：

當(dāng)所述部分積I₀～I(xiàn)₇都為正時，則將所述部分積作為修正部分積直接輸出給所述4-2壓縮單元；

當(dāng)所述部分積I₀～I(xiàn)₇都為負(fù)時，計(jì)算所述部分積I₀～I(xiàn)₇的絕對值的乘積，然后對乘積進(jìn)行取補(bǔ)操作；

當(dāng)所述部分積I₁～I(xiàn)₃中至少有一個為正時，將負(fù)部分積按位取反，同時利用正負(fù)標(biāo)志信號sign₁～sign₃計(jì)算負(fù)部分積的個數(shù)，負(fù)部分積的個數(shù)即為需要“加1”的個數(shù)，將需要“加1”的個數(shù)這一數(shù)值轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)，添加到任意一個正部分積的尾部；

當(dāng)所述部分積I₄～I(xiàn)₇中至少有一個為正時，將負(fù)部分積按位取反，同時利用正負(fù)標(biāo)志信號sign₄～sign₇計(jì)算負(fù)部分積的個數(shù)，負(fù)部分積的個數(shù)即為需要“加1”的個數(shù)，將需要“加1”的個數(shù)這一數(shù)值轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)，添加到任意一個正部分積的尾部；

當(dāng)所述部分積I₄～I(xiàn)₇全為負(fù)，I₁～I(xiàn)₃非全負(fù)時，則將I₁～I(xiàn)₃中的負(fù)部分積按位取反，同時利用正負(fù)標(biāo)志信號sign₁～sign₃計(jì)算負(fù)部分積的個數(shù)，負(fù)部分積的個數(shù)即為需要“加1”的個數(shù)，將需要“加1”的個數(shù)這一數(shù)值轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)，添加到I₁～I(xiàn)₃中任意一個正部分積的尾部；I₄～I(xiàn)₇的處理根據(jù)[X]_補(bǔ)+[Y]_補(bǔ)＝[X+Y]_補(bǔ)原理，對I₄～I(xiàn)₇的和值進(jìn)行取補(bǔ)操作，取補(bǔ)操作在壓縮處理后進(jìn)行，I₄～I(xiàn)₇依舊輸出正值；

當(dāng)所述部分積I₀～I(xiàn)₃全為負(fù)，I₄～I(xiàn)₇非全負(fù)時，則將I₄～I(xiàn)₇中的負(fù)部分積按位取反，同時利用正負(fù)標(biāo)志信號sign₄～sign₇計(jì)算負(fù)部分積的個數(shù)，負(fù)部分積的個數(shù)即為需要“加1”的個數(shù)，將需要“加1”的個數(shù)這一數(shù)值轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)，添加到I₄～I(xiàn)₇中任意一個正部分積的尾部；I₀～I(xiàn)₃的處理根據(jù)[X]_補(bǔ)+[Y]_補(bǔ)＝[X+Y]_補(bǔ)原理，對I₀～I(xiàn)₃的和值進(jìn)行取補(bǔ)操作，取補(bǔ)操作在壓縮處理后進(jìn)行，I₀～I(xiàn)₃依舊輸出正值；

當(dāng)所述部分積I₁～I(xiàn)₃為負(fù)，I₀為正時，I₁～I(xiàn)₃取反輸出，I₀直接輸出正值。