20×18位符号定点乘法器的FPGA实现
2 32位浮点乘法器的实现与仿真测试
该模块仿真实现用Mentor Graphics公司的Model-Sim SE 6．0d仿真软件，图5列出本设计的：FPGA仿真结果。图5中in1是被乘数20 b。in2是乘数18 b。reset是复位清零信号，低电平有效。booth_multiplier_out是用Booth编码乘法器算出来的结果38 b。derect_multiplier_out是直接用乘号“×”得到的结果，也是18 b。两者结果一致。round_out是舍入后的结果，20 b。eq是测试时加的一个1 b信号，如果booth_multiplier_out和derect_multiplier_out相等为1，否则为0。
由于在测试时，将输入和输出都用寄存器锁存了一个时种clk，最后输出结果延了2个时种clk，在图5中，第一个时种clk，输入乘数和被乘数分别为126 999，68 850；输出结果为第3个时种clk的8 743 881 150。因为126 999×68 850=8 743 881 150，故结果正确。在测试时，因实际数据量比较大，in1从-219～219-1，ModelSim SE 6．0d仿真软件需要运行大概1 min，若in1从-219～219-1，in2从-217～217-1大概需要时间T=218min=4 369 h=182 day，因此在PC机上不能全测，故在写testbench时，用random函数产生随机数测试，该乘法器用ModelSim仿真软件运行12 h，eq信号始终为1，即乘法器算出的结果与直接乘的结果一致，认为该方法完全可行。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/192021.htm
3 性能比较与创新
该模块用Synplify Pro8．1综合，用XilinxISE 7．1i实现布局布线。在Xilinx ISE中ImplementDesign下Map报告系统占用资源如表2所示。
而静态时序分析报告显示速度和延时分别为62．805 MHz，15．922 ns。
该设计采用高压缩率的4―2压缩算法，压缩率为50％，而一般的3-2压缩压缩率为33％，并且采用先进的集成电路制造工艺，使用SMIC公司O．18μm的标准单元库，因此在提高了速度的同时，能减少器件，该乘法器能在1个时钟内完成，不像采用流水线结构，虽然可以提高速度到105．38 MHz，但需3个时钟，需要大量锁存器，从而在增加器件的同时增加功耗，而且完成一次乘法运算时间要24．30 ns。因国内集成电路制造起步晚，目前中国80％的集成电路设计公司还在采用0．35／μm及以下工艺，国内同类乘法器，采用上华0．5 μm的标准单元库，完成1次乘法运算时间接近30 ns，逻辑单元是1 914个。但该设计完成1次乘法运算时间仅15．922 ns，器件只有494个Slices，性能明显提高。
4 结 语
给出了20×18位符号定点乘法器的设计，整个设计采用了Verilog HDL语言进行结构描述，采用的器件是xc2vp70-6ff1517。该设计采用基4 Booth编码，4-2压缩，以及采用SMIC0．18μm标准单元库，使得该乘法器面积降低的同时，延时也得到了减小，做到芯片性能和设计复杂度之间的良好折中，该设计应用于中国地面数字电视广播(DTMB)ASIC中3 780点FFT单元的20×18位符号定点乘法器，在60 MHz时工作良好，达到了预定的性能要求，具有一定的实用价值。
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