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申请/专利权人：广西师范大学

摘要：本发明公开了一种基于符号扩展的booth乘法器设计，该booth乘法器主要由部分积生成模块、符号扩展模块、Wallace树模块、插拍模块和超前进位加法器模块构成。部分积生成模块是由booth2算法构成，将被乘数的每一位与乘数末尾补0后的每相邻三位通过booth2算法得出相应的部分积。符号扩展模块包括对部分积的对齐，部分积的符号位扩展以及为了兼容无符号乘法和对被乘数取反中的加法运算的补偿，会额外提供一个部分积。Wallace树模块为了提高压缩效率采取3‑2压缩器和4‑2压缩器交替使用的结构对称的树形结构。本发明在乘法执行周期上优于开源处理器核的同时，面积和功耗也优于现有的部分乘法器。

主权项：1.一种基于符号扩展的booth乘法器，包括：部分积生成模块、符号扩展模块、Wallace树模块、插拍模块和超前进位加法器模块；部分积生成模块由booth编码器构成，连接输入数据；符号扩展模块连接部分积生成模块，Wallace树模块连接符号扩展模块，插拍模块连接Wallace树模块，超前进位加法器模块连接插拍模块；其特征在于：所述符号扩展模块根据部分积操作情况对该部分积进行相应的加法，再根据部分积的正负号，对符号位进行扩展处理，得到扩展后的部分积，具体包括：设ai，bi分别代表第i行的部分积需要进行+2+1，i为0~16的整数，第i行的部分积的+2+1部分，在第i+1行进行补偿；当部分积全为负数时，此时符号位扩展前面部分全是1，先将左上角扩展的符号位全部相加，也就是通过对1竖向相加，将进位的方式进行化简；当部分积其中某一项不是负数时，则该部分积末尾加1的操作将会使连续的1被变回连续的0，此时只需要在部分积符号位的前一位加上一个1，将该行转化为正数情况下的符号扩展；当E为0时表示部分积为正数，当E为1时表示部分积为负数；在计算无符号乘法时，允许复用有符号乘法的部分积，只需要对乘数的最后一位进行补偿；所述Wallace树模块具体包括：第一3-2压缩器分别与符号扩展模块、第一4-2压缩器连接；第二3-2压缩器用于对第一级4-2压缩处理结果进行第二级3-2压缩处理；第一4-2压缩器用于对第一级3-2压缩处理结果进行第一级4-2压缩处理，第二4-2压缩器用于对第二级3-2压缩处理结果进行第二级4-2压缩处理，第二4-2压缩器还与所述插拍模块连接。

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百度查询： 广西师范大学 一种基于符号扩展的booth乘法器及运算方法