Alternative arithmetic structures using redundant numbers and multi-valued circuit techniques
Yedekli sayılar ve çok değerli devre teknikleri ile geliştirilen alternatif aritmetik yapılar
- Tez No: 286468
- Danışmanlar: PROF. DR. AVNİ MORGÜL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
Aritmetik devreler tümleşik devre tasarımında önemli bir yere sahiptir. Genellikle aritmetik bloklar bir sistemde en yüksek güç harcayan birimlerdir. Bunun nedeni, bu devrelerin anahtarlama aktivitelerinin oldukça yüksek olmasıdır. Alternatif aritmetik uygulamalarla tüm sistemin güç gereksinimi azaltılabilir ve sistem performansı arttırılabilir.Statik CMOS sayısal tasarım dayanıklı çalışma performansına sahiptir. Bunun nedeni lojik seviyelerin iki uç değer olan besleme gerilimi ve toprak arasında korunmasıdır. Buna karşılık tüm düğümlerin besleme voltajı değeri miktarı salınması yüksek güç tüketimine ve devrelerde gürültüye neden olmaktadır. Bu durum özellikle karma sinyal devrelerinde istemeyen bir durumdur. Özellikle anahtarlama yoğunluğunun fazla olduğu durumlarda akım modlu sayısal tasarım bu duruma bir çözüm olabilir. Tezin ilk kısmında alternatif akım modlu aritmetik yapılar çok değerli mantık devreleri kullanılarak geliştirilmiştir. Çok değerli mantık devreleri ile beraber işaretli sayılar ve yedekli sayı sistemleri de ele alınmıştır. Çok değerli mantık devrelerinin tasarım gereksinimleri ele alınmış ve özgün çok terimli toplama devreleri önerilmiştir.Tezin ikinci kısmında yeniden yapılandırılabilir sistemler için yedekli sayı sistemlerinin kullanımı incelenmiştir. Burada önerilen teknikler yeni nesil 6-girişli hafızalı sahada programlanabilen kapı dizisi (FPGA) sistemleri üzerinde etkin olarak gerçeklenebilmektedir. FPGA sistemleri için yedekli çift saklamalı toplama tekniği önerilmiştir. Önerilen teknik kullanılarak yeniden yapılandırılabilir sistemler üzerinde etkili çarp-topla işlemleri ve sonlu dürtülü filtre yapıları gerçeklenebilmektedir.
Özet (Çeviri)
Arithmetic circuits play a crucial role in VLSI technology. Arithmetic blocks are usually the most power consuming parts in a system since the switching activity is quite high. Alternative arithmetic implementations can be a solution to reduce power consumption and to increase the performance of the whole system.Static CMOS digital design has robust working performance, where logic levels are kept at the two extremes, either the ground voltage or supply voltage. However, the voltage excursion between the supply voltage and ground at all nodes causes excessive power dissipation. This condition also generates noise over the whole circuitry, which is not desirable especially in mixed signal designs. Current-mode digital design techniques can be a solution for this issue especially whenever the switching activity is high. In the first part of the thesis, alternative current-mode arithmetic structures are built focusing on multi-valued circuits. Together with multi-valued logic implementations, signed-digit numbers and redundant number systems are also analyzed. The design issues of multi-valued circuits are discussed and novel building blocks for multi-operand addition are developed.In the second part of the thesis, redundant arithmetic schemes for new generation reconfigurable systems are also analyzed. These techniques proposed here can be implemented efficiently by using recently introduced 6-input look-up table based field programmable gate array (FPGA) systems. A redundant double carry-save mode addition technique is proposed for the new generation FPGA devices. Using the proposed technique, efficient multiply-accumulate operations and finite impulse response filter structures for reconfigurable systems are developed.
Benzer Tezler
- Düşük bir hızlarında konuşma kodlama ve uygulamaları
Low bit rate speech coding and applications
TARIK AŞKIN
Doktora
Türkçe
1999
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÜNSEL DURUSOY
- Çeşitli toplama ve çarpma-toplama devrelerinin sahada programlanabilir kapı dizileri üzerinde gerçeklenmesi ve analizi
Analysis and design of various addition and multiply-add architectures using field programmable gate arrays
OLCAY KURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTrakya ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. UĞUR ÇİNİ
- Low power high speed computing using rapid single flux quantum circuits
Hızlı tekli flux kuantum devreleri ile düşük güç yüksek, yüksek hız bilgisayar
SASAN RAZMKHAH
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ BOZBEY
- Experimental assessment of heterotrophic endogenous decay and denitrification kinetics using hydrolyzed carbon sources
İçsel solunum mekanizması ve denitrifikasyon kinetiğinin hidroliz kaynaklı karbon türleri için belirlenmesi
EBRU AVCIOĞLU
- Yapı sistemlerinde yerdeğiştirme ve şekildeğiştirme büyüklüklerinin özel bir görüntü işleme yöntemiyle bulunması
Determination of displacements and deformations of the structural systems by means of template matching method
GENCO KARAMEŞE
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN YÜKSEL