Αλγόριθμος κατασκευής αθροιστών παράλληλου προθέματος
Loading...
Date
2026-02-27
Authors
Γαβαλάς, Μάριος Θεόδωρος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται ένας αλγόριθμος κατασκευής αθροιστών παράλληλου προθέματος με στόχο την αναζήτηση αρχιτεκτονικών βέλτιστης απόδοσης και την υλοποίησή τους σε υλικό. Η εργασία δομείται σε επτά κεφάλαια. Αρχικά, παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο της άθροισης δυαδικών αριθμών με χρήση αθροιστών παράλληλου προθέματος. Στη συνέχεια, προτείνεται τρόπος αναπαράστασης ενός αθροιστή ως μονοδιάστατου πίνακα, ο οποίος επιτρέπει την αυτόματη παραγωγή αθροιστών μέσω προγράμματος. Η προτεινόμενη αναπαράσταση επεκτείνει υπαρκτή προηγούμενη μέθοδο ώστε να υποστηρίζει τόσο ενοποιήσεις διαδοχικών όσο και επικαλυπτόμενων group θέσεων bit. Με βάση την αναπαράσταση αυτή παρουσιάζεται το πρόγραμμα παραγωγής αθροιστών παράλληλου προθέματος που αναπτύχθηκε σε γλώσσα Python, το οποίο παράγει όλους τους δυνατούς αθροιστές για δεδομένο πλήθος bit. Παράλληλα, περιγράφεται η διαδικασία κατά την οποία το πρόγραμμα υπολογίζει για κάθε αθροιστή βασικά χαρακτηριστικά υλοποίησης, όπως τον αριθμό λογικών επιπέδων και το μέγιστο fan-out των κόμβων. Στη συνέχεια, παρουσιάζεται το πρόγραμμα αυτόματης παραγωγής κώδικα VHDL, καθώς και η διαδικασία ελέγχου της ορθής λειτουργίας των αθροιστών μέσω προσομοίωσης. Επιπλέον, παρουσιάζεται το πρόγραμμα αυτόματης παραγωγής κώδικα NetworkX που αναπτύχθηκε για τη γραφική απεικόνιση των αθροιστών. Παρουσιάζονται αποτελέσματα από την αναζήτηση αθροιστών ελάχιστων επιπέδων και κόμβων για 8, 16, 32 και 64 bit και τέλος, διερευνάται η βελτίωση των αθροιστών αυτών μέσω της ανταλλαγής μεταξύ αριθμού επιπέδων και fan-out, καθώς και μέσω της τροποποίησης των αρχιτεκτονικών με χρήση επικαλυπτόμενων group, με σκοπό τη μείωση του fan-out.
Description
Keywords
Αθροιστές παράλληλου προθέματος