همگامتک بنیاد تحقیقاتی هوش مصنوعی و اینترنت اشیا

بسمه تعالي

گزارش و تحليل مقاله

Design and Analysis of FPGA Based 32 Bit
ALU Using Reversible Gates

اکثر پردازنده های کنونی دارای واحد مجزا برای اعمال حسابی ساده دارند ، بعلاوه از حافظه های یک پارچه (Cache) هم برای بهبود سرعت بهره می برند. تلاش این مقاله، متکی بر معرفی بلوک های کاربردی بهینه می باشد. با سیر کنونی ALU ها به سمت کوچکتر و سریع تر شدن واحد ها تلاش برای دست یابی به مصرف انرژی کمتر امری اجتناب ناپذیر در VLSI می باشد. چرا که در حال حاضر اگر چه ALU ها سریع تری معرفی میشوند ولی این واحد ها لزوما مصرف انرژی بهینه تری ندارند.در این مقاله به بحث موازی شده توجه شده است بنابراین به طراحی عملگر های 8 بیتی پرداخته شده است و سپس برای افزایش حجم بیت ها با تکرار این عملگر ها به صورت موازی با یکدیگر پیاده سازی شده است. در این مدل برای انجام جمع و تفریق واحدی مشترک در نظر گرفته شده است که در آن تفریق به وسیله مکمل دوم اعداد پیاده سازی شده است.

جمع بندي و پيشنهاد کارهاي آتي

یکی از روش های کاهش مصرف انرژی در پردازنده های جدید استفاده از گیت های برگشت پذیر میباشد. این گیت ها اتلاف انرژی کمتری نسبت به گیت های غیر قابل بازگشت دارند. به علاوه استفاده از گیت های برگشت پذیر تاخیر در پاسخگویی در ALU را نیز بهبود بخشید و از 2.266 نانو ثانیه به به 1.907 نانو ثانیه تقلیل داد. اتلاف انرژی نیز از 0.312 میلی وات در گیت های غیر قابل بازگشت به 0.261 میلی وات در گیت های برگشت پذیر تبدیل شد. همچنین استفاده از مدل برگشت پذیر صرفا منجر به اشغال 7 درصد از فضای چیپ مورد استفاده شده است که تاکید بر عملی بودن استفاده از این گیت ها دارد.

کار های آینده در امتداد این مقاله استفاده از مدل پایپ لاین در این معماری RISC می باشد که قطعا منجر به افزایش سرعت در این مدل خواهد شد. همچنین تمرکز بر ساختن ALU متناسب با برنامه های خاص منظوره می تواند زمینه مهم برای استفاده از این واحد ها باشد. از آنجایی که افزایش تعداد بیت ها باعث ایجاد فاصله بسیار در گیت های بازگشت پذیر و غیر قابل بازگشت شد، استفاده از خانواده دیگری از FPGA ها احتمالا می تواند باعث بهبود نتایج بدست آمده شود.

مراجع

[1]  Chandni N. Naik, Vaishnavi M. Velvani,Pooja J. Patel, Khushbu G. Parekh, "VLSI
Based 16 Bit ALU with Interfacing Circuit",International Journal of Innovative and Emerging Research in Engineering Volume 2,Issue 3, 2015.

[2]  Arvind Rajput, Anil Goyal, “Design and comparison of low power & high speed 4-bit ALU”, Proc. of 2nd National Conference on Challenges & Opportunities in Information Technology (COIT-2008), RIMT-IET, Mandi Gobindgarh. March 29, 2008.

[3] Dhanabal R,Bharathi V,Saira Salim, “design of 16-bit low power ALU- dbgpu”, Dhanabal R et.al / International Journal of Engineering and Technology (IJET), ISSN: 0975-4024, Vol.5 No.3,Jun-Jul 2013.

براي مشاهده ويدئو روي تصوير زير کليک نماييد

فايل تحليل پروژه

فايل ارائه پروژه