본 논문은 modified Booth 곱셈기를 위한 고성능 파이프라인 구조를 제안하고 있다. 제안하는 곱셈기 회로는 곱셈 속도를 향상시키기 위해 가장 널리 사용되는 기술인 modified Booth 알고리즘과 파이프라인 구조에 기반을 두고 있다. 최적의 파이프라인 곱셈기를 구현하기 위해 많은 실험이 수행되었다. 파이프라인의 단 수가 증가할수록 회로 속도 향상율이 회로 크기 증가율보다 더 크며, 파이프라인 레지스터를 적절한 위치에 삽입하는 것이 중요하다는 사실이 실험 결과를 통해 확인되었다. 제안하는 modified Booth 곱셈기 회로를 Verilog HDL로 설계하였으며 0.13um 표준 셀 라이브러리를 이용하여 게이트 수준 회로로 합성하였다. 합성된 회로는 다른 곱셈기들에 비해 좋은 성능을 나타내었으며, GHz 범위에서 동작할 수 있으므로 광통신 시스템과 같은 극히 높은 성능을 필요로 하는 응용 시스템에서 사용될 수 있다.
This paper proposes the high-performance pipeline architecture for modified Booth multipliers. The proposed multiplier circuits are based on modified Booth algorithm and pipeline architecture which are the most widely used techniques to accelerate the multiplication speed. In order to implement the optimally pipelined multipliers, many kinds of experiments have been conducted. The experimental results show that the speed improvement gain exceeds the area penalty and this trend is manifested as the number of pipeline stages increases. It is also important to insert the pipeline registers at the proper positions. We described the proposed modified Booth multiplier circuits in Verilog HDL and synthesized the gate-level circuits using 0.13um standard cell library. The resultant multiplier circuits show better performance than others. Since they operate at GHz ranges, they can be used in the application systems requiring extremely high performance such as optical communication systems.
