Wave component sampling method for high performance pipelined circuits
Yüksek performanslı boru hattı mimarili devreler için dalga elemanı örnekleme metodu
- Tez No: 305181
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT AŞKAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 143
Özet
Konvansiyonel boruhattı, dalga boruhattı ya da mesokron boru hattı gibi önceki boruhattı mimarilerinin tamamında, kombinezonal devrede ilerleyen bir veri dalgası, senkronizasyon bölümüne ulaştığı anda örneklenmektedir. Bu çalışmada, Dalga Elemanı Örnekleme Metodu (WCSM) olarak adlandırılan yeni bir dalga boruhattı metodu önerilmektedir. Bu metodda, yalnızca en az ve en çok gecikme farkı tahammül edilen sınıra ulaşan dalga elemanı örneklenmekte, diğer dalga elemanları devrede ilerlemeye devam etmektedir. Bundan dolayı, senkronizasyon için gereken flip-flop sayısı önemli oranda azalmaktadır. Önerilen metodun etkinliğini göstermek amacıyla, 8x8 bitlik çarpıcı bloğu elde saklama metoduyla ve 0.18µm CMOS teknolojisi kullanılarak gerçeklenmiştir. Genel bir transmisyon kapılı mantık bloğu, çıkışındaki gecikme farkları giriş very diziliminden en az etkilenecek şekilde tasarlanmış ve çarpıcının değişik alt bloklarında kullanılmıştır. Serim sonrası simülasyonlar göstermiştir ki, bu çarpıcı 3GHz çalışma frekansında ve sadece 70 tane kayıt elemanı kullanarak çalışabilmektedir. Mesokron boruhattı mimarisine kıyasla, herhangi bir performans kaybı olmadan toplam kayıt elemanı sayısı %41 ve toplam güç tüketimi de %9.5 oranında azalmıştır. 5GHz çalışma frekansına sahip çok yüksek hızlı bir çarpıcı bloğu da WCSM metodu kullanılarak tasarlanmıştır. Konvansiyonel boruhattı ya da mesokron boru hattı metodlarına kıyasla, toplam kayıt elemanı sayıs %45 ve toplam güç tüketimi de %18.4 oranında azalmıştır. WCSM metodu, booth kodlayıcı, Wallace ağacı ve elde öngörülü toplayıcı gibi farklı çarpıcı yapılarına da uygulanmıştır. Boruhattı mimarisi her mantıksal işlemin sonunda bir kayıt elemanı olacak şekilde kullanıldığında, WCSM metodu konvalsiyonel boruhattı metoduna kıyasla booth kodlayıcıda %30, Wallace ağacında %51 ve elde öngörülü toplayıcıda %62 oranında kayıt elemanı tasarrufu sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In all of the previous pipelining methods such as conventional pipelining, wave pipelining, and mesochronous pipelining, a data wave propagating on the combinational circuit is sampled whenever it arrives to a synchronization stage. In this study, a new wave-pipelining methodology named as Wave Component Sampling Method (WCSM), is proposed. In this method, only the component of a wave, whose maximum and minimum delay difference exceeds the tolerable value, is sampled, and the other components continue to propagate on the circuit. Therefore, the total number of registers required for synchronization decreases significantly. For demonstrating the effectiveness of the proposed WCSM, an 8x8 bit carry save adder (CSA) multiplier is implemented using 0.18µm CMOS technology. A generic transmission gate logic block with optimized output delay variation depending on the input pattern is designed and used in all of the sub blocks of the multiplier. Post layout simulation results show that, this multiplier can operate at a speed of 3GHz, using only 70 latches. Comparing with the mesochronous pipelining scheme, the number of the registers is decreased by 41% and the total power of the chip is also decreased by 9.5% without any performance loss. An ultra high speed full pipelined CSA multiplier with an operating frequency of 5GHz is also implemented with WCSM. The number of registers is decreased by 45%, and the power consumption of the circuit is decreased by 18.4% comparing with conventional or mesochronous pipelining methods. WCSM is also applied to different multiplier structures employing booth encoders, Wallace trees, and carry look-ahead adders. Comparing full pipelined 8x8 bit WCSM multiplier with the conventional pipelined multiplier, the number of registers in the implementation of booth encoder, Wallace tree, and carry look-ahead adder is decreased by 30%, 51%, and %62, respectively.
Benzer Tezler
- Sincap kafesli asenkron makinenin rotor alan yönlendirmeli kontrolü
Rotor field-orientation control of a squirrel cage induction machine
SAFFET ALTAY
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. M. EMİN TACER
- Yenilikçi bir aşırı modülasyon tekniği ve kompleks akım kontrolörü tasarımı ile algılayıcısız cer motoru kontrolü
Sensorless traction motor control with innovative overmodulation technique and complex current controller design
GÖKHAN ALTINTAŞ
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ
- Adana havzası sismik gürültü kaynaklarının konum ve zaman özelliklerinin belirlenmesi
Investigation of spatial and temporal properties of seismic noise in the Adana basin
NEVRA BULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE KAŞLILAR ŞİŞMAN
- Anahtarlı kapasite filtre devrelerinin gerçeklenmesi ve spice programı ile analizi
Realization of switched capacitor filters and analysing by spice program
CEVAT ÖNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ABDULLAH FERİKOĞLU
- Yüksek hızlı teknelerde zihinsel iş yükü, durumsal farkındalık ve emniyet kültürü ilişkilerinin köprüüstü seyir operasyonu açısından incelenmesi
Analysis of relationships among mental workload, situational awareness, and safety culture in terms of bridge navigation operations on high speed crafts
CEM KARTOĞLU
Doktora
Türkçe
2022
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR KUM