مقاله انگلیسی رایگان در مورد معماری جمع کننده ترکیبی با بازدهی انرژی ( الزویر )

یک طرح جمع کننده دارای بازدهی انرژی بالا براساس محاسبه رقم نقلی ترکیبی در این مقاله پیشنهاد می گردد. عمل جمع با درنظرگیری رقم نقلی به عنوان ارقام جلویی پخش شونده حاصل از LSB و ارقام انتهایی حاصل از MSB انجام می شود. این رخداد در یک نقطه میانی سرعت جمع را بطور قابل توجهی افزایش می دهد. این افزایش سرعت در کنار ترکیب مدارهای کم هزینه رقم نقلی پله ای و زنجیره رقم نقلی، نسبت به سایر معماری های دیگر جمع کننده بازدهی انرژی بالایی را نتیجه می دهد. نقطه میانی بهینه بطور تحلیلی به صورت یک رابطه درآمده و رابطه فرم بسته آن بدست می آید. برای جلوگیری از افزایش تأخیر RC درجه دوم در یک زنجیره طولانی رقم نقلی، بطور بهینه تکرار می شود. این جمع کننده در ساختاری درخت مانند ارتقا می یابد تا شتاب افزایش یابد. جمع کننده های 32، 64 و 128 بیتی با هدف قرار دادن فرکانس های 500 مگاهرتز و 1 گیگاهرتز در فناوری 65 نانومتر طراحی شدند. این جمع کننده ها نسبت به جمع کننده هایی که به وسیله ابزار ترکیبی پیشرفته EDA تولید می شوند، 11 تا 18 درصد انرژی کمتری مصرف می کنند.

1. مقدمه
با انفجار رایانه های همراه و سایر دستگاه های قابل حمل، طراحی کم مصرف و کم انرژی به یک الزام تبدیل شده است. برق و انرژی دست به دست انتقال می یابند؛ کاهش مصرف برق سبب کاهش مصرف انرژی در یک مدت زمان ثابت می شود. مدارهای حسابی از عوامل کمکی مهم در مصرف برق و انرژی در کاربردهای با بار محاسباتی زیاد محسوب شده و درنتیجه به جایگزینی دقیق طراحی برق مصرفی-تأخیر نیاز دارند.
عمل جمع یک عملکرد حسابی بنیادی است که الگوریتم ها و روش های گوناگونی برای آن وجود دارد (2). بسیاری از طرح های جایگزین برای معماری جمع کننده ها با تأکید بر پیاده سازی مدار VLSI آنها اختراع شده است. معماری های جمع کننده با پیش بینی رقم نقلی (CLA)، جمع کننده رد رقم نقلی (4) و جمع کننده گزینش رقم نقلی (5) در بین بسیاری از معماری های دیگر، جایگزینی متفاوتی از فضا-تأخیر-برق مصرفی ارائه می دهند. تحقیقات متعددی به مطالعه جمع کننده های با بازدهی انرژی بالا پرداخته اند. در حالی که در مقالات (6.7) سلول های اصلی جمع کننده کامل پیشنهاد شده اند، در مقالات (8.9) جمع کننده های پخش رقم نقلی مقایسه شده اند. در مقاله (9) به این اشاره شد که مدارهای حسابی سریعتر می توانند بازدهی انرژی بیشتری داشته باشند که همان مسیری است که تحقیق ما در پیش گرفته است.