[发明专利]模块化多位加法器及计算系统

说明书

本发明提出了一种模块化多位加法器及计算系统，其中，所述模块化多位加法器包括：最低位输入模块，其输入端口包括最低位的加法输入，输出端口包括最低位的和输出及进位输出；中间位传递模块，其输入端口包括中间位的加法输入及进位输入，输出端口包括中间位的和输出及进位输出；以及最高位输出模块，其输入端口包括最高位的加法输入及进位输入，输出端口包括最高位的和输出。本发明多位加法器及计算系统使用最低位输入模块、中间位传递模块及最高位输出模块组合而成，突破了标准库提供的基本单元所能够达到的极限，进一步优化了加法器面积速度和功耗。

技术领域

本发明属于计算技术领域，具体涉及一种模块化多位加法器及计算系统。

背景技术

随着全球信息技术领域的科技革命和产业变革，近几年计算技术发展非常迅速，加法器则是计算技术发展的基础保障。

加法器按照算法和结构不同，可以分为多种，如算法简单的串行进位加法器，性能较高的超前进位加法器(也称先行进位加法器)、进位选择加法器、并行前缀加法器等；对于高性能的加法器，按照进位链的不同，又有Kogge-Stone加法器、Brent-Kung加法器、Han-Carlson加法器、Sklansky加法器等。串行进位加法器需要一级一级的进位，进位延迟很大。超前进位加法器可以有效的减少进位延迟。为了得到更快的速度，更好的能耗比，更优的面积，超前进位加法器在设计中被广泛的使用。

然而，现有的高性能加法器的算法均是基于标准库的模块，其功耗速度面积受限于标准库的基本模块，算法带来的收益因为使用标准库达到了瓶颈。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种模块化多位加法器及计算系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种模块化多位加法器，包括：

最低位输入模块，其输入端口包括最低位的加法输入，输出端口包括最低位的和输出及进位输出；

中间位传递模块，其输入端口包括中间位的加法输入及进位输入，输出端口包括中间位的和输出及进位输出；以及

最高位输出模块，其输入端口包括最高位的加法输入及进位输入，输出端口包括最高位的和输出。

在一些实施例中，所述最低位输入模块的最低位的加法输入，所述中间位传递模块的中间位的加法输入及所述最高位输出模块的最高位的加法输入位数可变。

在一些实施例中，所述最低位输入模块的所述最低位的加法输入包括两组输入，分别为A0、A1、A2、A3，B0、B1、B2、B3；所述最低位输入模块的所述最低位的和输出包括S0、S1、S2、S3，所述最低位输入模块的所述进位输出为反向进位输出COX；其中：

S0＝(A0^B0)；

S1＝(A1^B1)^(((A0B0)))；

S2＝(A2^B2)^(((A1B1))|((A0B0)(A1|B1)))；

S3＝(A3^B3)^(((A2B2))|((A1B1)(A2|B2))|((A0B0)(A1|B1)(A2|B2)))；

COX＝！(((A3B3))|((A2B2)(A3|B3))|((A1B1)(A2|B2)(A3|B3))|((A0B0)(A1|B1)(A2|B2)(A3|B3)))。

在一些实施例中，所述中间位传递模块的所述中间位的加法输入包括两组输入，分别为A0、A1、A2、A3，B0、B1、B2、B3；所述中间位传递模块的所述进位输入为反向进位输入CIX；所述中间位传递模块的所述中间位的和输出包括S0、S1、S2、S3；所述中间位传递模块的所述进位输出为反向进位输出COX；其中：