Hardware Online Multiplication-Division: A Design and Performance Study

(2009) Hardware Online Multiplication-Division: A Design and Performance Study. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF (Online Multiplication-Division: A Design and Performance Study)
A_Elshafei_Ms_Thesis.pdf

Download (1MB) | Preview

Arabic Abstract

الأساليب العددية الرقمية المتتابعة الحية (online) شائعة جداً نظراً لكونها تسمح بحساب العمليات المتتابعة بشكل متزامن. مما يؤدي إلى ارتفاع الحصيلة الإنتاجية وتقليل المساحة وزيادة كفاءة التواصل بين الأطراف. على الرغم من تعدد الجهود والبحوث لتطوير التقنيات الحية للمصفيات الرقمية، لم تعتني أي من هذه الابحاث بدراسة المصفيات المتكيفة والتي تلعب دوراً فعالا في مجالات علمية متعددة. وتتطلب المصفيات المتكيفة – بالإضافة إلى عمليت الضرب التراكمي – سلسلة منن عمليات الضرب والقسمة. الحلول الحية لهذه المصفيات المتكيفة باستخدام تراكم عمليات القسمة الحية واالضرب الحي قد لا تمثل حلا عملياً نظرا لارتفاع تكلفتها الناتج عن التأخير الزمني وزيادة المساحة. ولهذا فالحلول السريعة قليلة التكلفة لعمليات الضرب والقسمة الحية تعتبر ذات أهمية فائقة لشبكات الاتصالات فائقة السرعة. حتى اليوم، تشير التقارير إلى عدم تواجد أي خوارزميات أو أجهزة تقدم حلاً لوحدة الضرب والقسمة الحية الموحدة. هذه الرسالة تقدم نسختين من الخوارزميات لعملية الضرب والقسمة الحية، الأول لعملية الضرب والقسمة الحية إذا كان المقسوم عليه رقم ثابت، والثاني لعملية الضرب والقسمة الحية لكامل المدخلات والنواتج الحية. وقد تم عمل مقارنات لأداء تلك الخوارزميات مع الأساليب التقليدية لعمليات الضرب والقسمة المستقلة. بالإضافة إلى ذلك، تم ادراج نتائج التركيب (synthesis) لمقارنة المساحة والتأخيرالزمني لهذه الخوارزميات.

English Abstract

Digit-serial online arithmetic schemes are highly attractive since they allow successive processes to be computed in an overlapping manner. This results in high throughput operation with simple communication interface and reduced area overhead. Despite numerous works which target the development of online techniques for digital filters, none of these addressed the case of adaptive filters. In modern communication systems, adaptive filters play important role in the fields of equalization, noise cancellation, linear predication and system identification. In addition to the multiply-accumulate operations, many adaptive filter algorithms require a series of multiplication and division operations. Online implementation of these adaptive filters may not be feasible using cascading of conventional online multiplication and online division units due to the large hardware overhead and latency requirements. Fast implementations of these online multiplication and division operations at low area overhead are crucial for high-speed telecommunication networks. To date there has been no reported algorithms or hardware implementations for a unified online multiplication-division unit. In this thesis, two novel algorithms for online multiplication-division are introduced; Online Multiplication-Division with Constant Divisor, and Online Multiplication-Division Algorithms with full online inputs and output. The performance of both algorithms is studied and compared to a conventional sequence of independent online multiplication and division operations. Synthesis results are reported to compare area and delay aspects of these approaches.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Computer
Department: College Of Computer Sciences and Engineering > Computer Engineering Dept
Committee Advisor: Amin, Dr. Alaaeldin
Committee Members: Gutub, Dr. Adnan and Alkharobi, Dr. Talal
Depositing User: ABDULRAHMAN ELSHAFEI
Date Deposited: 01 Aug 2009 12:29
Last Modified: 01 Nov 2019 14:10
URI: https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/136120