一种多位三值低功耗多米诺乘法器制造技术

本发明专利技术公开了一种多位三值低功耗多米诺乘法器，包括第一三值绝热多米诺文字运算电路、第二三值绝热多米诺文字运算电路、进位信号产生电路和本位积信号产生电路，第一三值绝热多米诺文字运算电路分别与进位信号产生电路和本位积信号产生电路连接，第二三值绝热多米诺文字运算电路分别与进位信号产生电路和本位积信号产生电路连接，进位信号产生电路的低位进位信号输入端与本位积信号产生电路的低位进位信号输入端连接；优点是在保证具有正确逻辑功能的前提下，结构简单，且与采用直流电源的三值常规多米诺乘法单元相比，其功耗节省约54%，与基于DTCTGAL电路设计的三值乘法单元相比，其晶体管数量减少约31%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种三值乘法器，尤其是涉及一种多位三值低功耗多米诺乘法器。
技术介绍
当前数字电路系统主要采用二值逻辑实现，其单根信号线能传输的逻辑值只有O和I两种，电路的空间和时间利用率较低。采用多值逻辑可以大大减少电路输入变量数，提高每根连线携带的信息量，从而减小芯片的面积，增强数据处理能力。多米诺电路由于其在电路面积和速度上的优势，广泛应用于各种高性能电路中，因此将多值逻辑与多米诺电路相结合，能够进一步减小电路面积，提闻电路的信息密度。乘法器是现代数字系统的关键部件之一，在各种微处理器中应用十分广泛，例如 在DSP芯片进行卷积运算、快速傅里叶变换、数字滤波等运算时都需要乘法器的参与，因此乘法器的功耗会对整个数字系统的功耗产生较大的影响。然而，传统的乘法器由于电荷是从电源到地一次性的消耗掉，造成了极大的浪费；而采用交流脉冲电源的绝热乘法单元能够充分回收电路节点中存储的电荷，有效降低电路的功耗。鉴于此，将多值逻辑、绝热逻辑与多米诺电路应用到乘法器的设计中具有现实意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种在保证具有正确的逻辑功能的前提下，功耗较低的多位三值低功耗多米诺乘法器。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为一种多位三值低功耗多米诺乘法器，由η位三值绝热多米诺乘法单元组成，所述的三值绝热多米诺乘法单元设置有被乘数信号输入端，乘数信号输入端、低位进位信号输入端、互补低位进位信号输入端、高位进位信号输出端、互补高位进位信号输出端、本位积信号输出端、第一时钟信号输入端、第二时钟信号输入端和第三时钟信号输入端，第k位三值绝热多米诺乘法单元的高位进位信号输出端与第k+Ι位三值绝热多米诺乘法单元的低位进位信号输出端通过一个绝热多米诺缓冲器连接，第k位三值绝热多米诺乘法单元的互补高位进位信号输出端与第k+Ι位三值绝热多米诺乘法单元的互补低位进位信号输出端也通过一个绝热多米诺缓冲器连接，第j位三值绝热多米诺乘法单元的本位积信号输出端连接有输出端与输入端依次串联的n-j个的绝热多米诺缓冲器，第j位三值绝热多米诺乘法单元的被乘数信号输入端和乘数信号输入端分别连接有输出端与输入端依次串联的j_l个绝热多米诺缓冲器，第I位三值绝热多米诺乘法单元的低位进位信号输入端接入0，第I位三值绝热多米诺乘法单元的互补低位进位信号输入端接入幅值电平对应逻辑2的时钟信号，其中，η彡2，k = 1，2，……，n-1，j=l，2, ......,η。该乘法器由四位三值绝热多米诺乘法单元组成，所述的三值绝热多米诺乘法单元包括第一三值绝热多米诺文字运算电路、第二三值绝热多米诺文字运算电路、进位信号产生电路和本位积信号产生电路，所述的进位信号产生电路设置有低位进位信号输入端、被乘数文字运算信号输入端、乘数文字运算信号输入端、高位进位信号输出端和互补高位进位信号输出端，所述的本位积信号产生电路设置有被乘数文字运算信号输入端、乘数文字运算信号输入端、低位进位信号输入端、互补低位进位信号输入端和本位积信号输出端，所述的第一三值绝热多米诺文字运算电路的信号输入端为所述的三值绝热多米诺乘法单元的被乘数信号输入端，用于接入被乘数输入信号，所述的第一三值绝热多米诺文字运算电路的信号输出端分别与所述的进位信号产生电路的被乘数文字运算信号输入端和所述的本位积信号产生电路的被乘数文字运算信号输入端连接，所述的第二三值绝热多米诺文字运算电路的信号输入端为所述的三值绝热多米诺乘法单元的乘数信号输入端，用于接入乘数输入信号，所述的第二三值绝热多米诺文字运算电路的信号输出端分别与所述的进位信号产生电路的乘数文字运算信号输入端和所述的本位积信号产生电路的乘数文字运算信号输入端连接，所述的进位信号产生电路的低位进位信号输入端与所述的本位积信号产生电路的低位进位信号输入端连接且其连接端为所述的三值绝热多米诺乘法单元的低位进位信号输入端，所述的第一三值绝热多米诺文字运算电路、所述的第二三值绝热多米诺文字运算电路和所述的进位信号产生电路均分别与所述的三值绝热多米诺乘法单元的第一时钟信号输入端和所述的三值绝热多米诺乘法单元的第二时钟信号输入端连接，所述的本位积信号产生电路分别与所述的三值绝热多米诺乘法单元的第一时钟信号输入端、所述的·三值绝热多米诺乘法单元的第二时钟信号输入端和所述的三值绝热多米诺乘法单元的第三时钟信号输入端连接，第I位三值绝热多米诺乘法单元和第3位三值绝热多米诺乘法单元的第一时钟信号输入端均接入幅值电平对应逻辑2的第一时钟信号，第I位三值绝热多米诺乘法单元和第3位三值绝热多米诺乘法单元的第二时钟信号输入端均接入幅值电平对应逻辑2的第二时钟信号，第I位三值绝热多米诺乘法单元和第3位三值绝热多米诺乘法单元的第三时钟信号输入端均接入幅值电平对应逻辑I的第三时钟信号，第2位三值绝热多米诺乘法单元和第4位三值绝热多米诺乘法单元的第一时钟信号输入端均接入幅值电平对应逻辑2的第二时钟信号，第2位三值绝热多米诺乘法单元和第4位三值绝热多米诺乘法单元的第二时钟信号输入端均接入幅值电平对应逻辑2的第一时钟信号，第2位三值绝热多米诺乘法单元和第4位三值绝热多米诺乘法单元的第三时钟信号输入端均接入幅值电平对应逻辑I的第四时钟信号，其中所述的第一时钟信号和所述的第四时钟信号同相，所述的第二时钟信号和所述的第三时钟信号同相，且所述的第一时钟信号和所述的第三时钟信号的相位相差180度，其中，n=4，k = 1,2,3, j=l，2，3，4。所述的第一三值绝热多米诺文字运算电路的信号输出端的输出信号为与其信号输入端接入的被乘数输入信号对应的三个被乘数文字运算信号，分别为被乘数为逻辑O时的第一被乘数文字运算信号、被乘数为逻辑I时的第二被乘数文字运算信号和被乘数为逻辑2时的第三被乘数文字运算信号，其中所述的进位信号产生电路的被乘数文字运算信号输入端接入所述的第二被乘数文字运算信号和所述的第三被乘数文字运算信号，所述的本位积信号产生电路的被乘数文字运算信号输入端接入所述的第一被乘数文字运算信号、所述的第二被乘数文字运算信号和所述的第三被乘数文字运算信号，所述的第二三值绝热多米诺文字运算电路的信号输出端的输出信号为与其信号输入端接入的乘数输入信号对应的三个乘数文字运算信号，分别为乘数为逻辑O时的第一乘数文字运算信号、乘数为逻辑I时的第二乘数文字运算信号和乘数为逻辑2时的第三乘数文字运算信号，其中所述的进位信号产生电路的乘数文字运算信号输入端接入所述的第二乘数文字运算信号和所述的第三乘数文字运算信号，所述的本位积信号产生电路的乘数文字运算信号输入端接入所述的第一乘数文字运算信号、所述的第二乘数文字运算信号和所述的第三乘数文字运算信号。所述的第一三值绝热多米诺文字运算电路包括文字运算模块和波形转换模块，所述的文字运算模块由第一 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管组成，所述的第一 NMOS管的栅极和所述的第四NMOS管的栅极并接且其并接端为所述的第一三值绝热多米诺文字运算电路的信号输入端，所述的第一 NMOS管的漏极、所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多位三值低功耗多米诺乘法器，其特征在于由n位三值绝热多米诺乘法单元组成，所述的三值绝热多米诺乘法单元设置有被乘数信号输入端，乘数信号输入端、低位进位信号输入端、互补低位进位信号输入端、高位进位信号输出端、互补高位进位信号输出端、本位积信号输出端、第一时钟信号输入端、第二时钟信号输入端和第三时钟信号输入端，第k位三值绝热多米诺乘法单元的高位进位信号输出端与第k+1位三值绝热多米诺乘法单元的低位进位信号输出端通过一个绝热多米诺缓冲器连接，第k位三值绝热多米诺乘法单元的互补高位进位信号输出端与第k+1位三值绝热多米诺乘法单元的互补低位进位信号输出端也通过一个绝热多米诺缓冲器连接，第j位三值绝热多米诺乘法单元的本位积信号输出端连接有输出端与输入端依次串联的n？j个的绝热多米诺缓冲器，第j位三值绝热多米诺乘法单元的被乘数信号输入端和乘数信号输入端分别连接有输出端与输入端依次串联的j？1个绝热多米诺缓冲器，第1位三值绝热多米诺乘法单元的低位进位信号输入端接入0，第1位三值绝热多米诺乘法单元的互补低位进位信号输入端接入幅值电平对应逻辑2的时钟信号，其中，n≥2，k＝1，2，……，n？1，j=1，2，……，n。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪鹏君，杨乾坤，郑雪松，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：