Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und...
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Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität RostockHolger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge
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Gruppe Addierer
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Gliederung
1. Design
2. Test
3. Chip
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Design
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Prinzipieller Aufbau
• Genutzte Addierer (8 Bit):– Carry Look Ahead Addierer– Ripple Carry Addierer
• BIST vorhanden
• Subtraktion möglich
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Top Design
Holger Harms:Holger Harms:
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Das Gesamtdesign
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Counter
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Multiplexer N17
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Eingangsregister
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Invertierendes Eingangs- Register
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Ripple Addierer
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CLA Addierer
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Ausgang- Multiplexer
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Ausgangs- Register
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Ausgangs- Komparator
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Test - Flip Flop
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Test
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Übersicht
• Leistung insgesamt: 278mW
• Maximale Taktfrequenz: 322MHz– limitiert durch die Pads– Technologiegrenze, nicht optimierbar
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Ripple Adder
Daten:
Takt: 231MHz (4.3ns)Leistungsverbr.: 40.3mW
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Ripple Adder (optimiert)
Daten:
Takt: 345MHz (2.9ns)Leistungsverbr.: 65.9mW
Relativ:Takt: 150%Leistung: 163%
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CLA Addierer
Daten: Takt: 212MHz (4.7ns)Leistungsverbr.: 37mW
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CLA Addierer (optimiert)
Daten: Takt: 526MHz (1.9ns) Relativ: Takt: 250% Leistungsverbr.: 77.6mW Leistung: 210%
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Counter
Daten:
Takt: 212MHz (4.7ns)Leistungsverbr.: 42mW
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Counter (optimiert)
Daten:
Takt: 671MHz (1.49ns)Leistungsverbr.: 67.9mW
Relativ:Takt: 320%Leistung: 161%
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Komparator
Daten:
Takt: 847MHz (1.18ns)Leistungsverbr.: 15.7mW
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Komparator (optimiert)
Daten:
Takt: 1.05GHz (0.95ns)Leistungsverbr.: 16mW
Relativ:Takt: 120%Leistung: 102%
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allg. Register
Daten:
Takt: 1.02GHz (0.98ns)Leistungsverbr.: 5.4mW
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all. Register (optimiert)
Daten:
Takt: 2.44GHz (0.41ns)Leistungsverbr.: 5.4mW
Relativ:Takt: 240%Leistung: 100%
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Auswertung
• Der Leistungsverbrauch steigt deutlich mit der Timingoptimierung
• Die Technologie ist hier begrenzend
• Der CLA Adder ist rund 1,5x schneller als der Ripple Adder