Title of article :
Reversible Logic Multipliers: Novel Low-cost Parity-Preserving Designs
Author/Authors :
Eslami-Chalandar, F School of Electrical and Computer Engineering - Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran , Valinataj, M School of Electrical and Computer Engineering - Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran , Jazayeri, H School of Electrical and Computer Engineering - Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
Pages :
12
From page :
381
To page :
392
Abstract :
Reversible logic is one of the new paradigms for power optimization that can be used instead of the current circuits. Moreover, the fault-tolerance capability in the form of error detection or error correction is a vital aspect for current processing systems. In this paper, as the multiplication is an important operation in computing systems, some novel reversible multiplier designs are proposed with the parity-preserving property which will be useful for error detection. At first, two optimal signed serial multipliers are presented based on the Booth’s algorithm and its enhanced version called the K-algorithm, utilizing the new arrangements of reversible gates. Then, another low-cost serial multiplier is proposed based on the conventional Add & Shift method to be utilized in the applications in which unsigned numbers are used. Finally, a new signed parallel multiplier is proposed based on the Baugh-Wooley method that is useful for speed-critical applications. The comparative results showed that the proposed multipliers are much better than the existing designs regarding the main criterions used in reversible logic circuits including quantum cost, gate count, constant inputs, and garbage outputs.
Farsi abstract :
منطق برگشت پذير يكي از نمونه هاي نوظهور براي بهينه سازي توان مصرفي است كه مي تواند به جاي مدارهاي فعلي مورد استفاده قرار گيرد. همچنين، تحمل پذيري اِشكال به صورت تشخيص يا تصحيح خطا جنبه اي ضروري براي سيستمهاي پردازشي امروزي است. در اين مقاله، به خاطر اهميت عمليات ضرب در سيستمهاي محاسباتي، چندين طراحي جديد براي ضرب كننده برگشت پذير با ويژگي حفظ پريتي پيشنهاد مي شوند كه براي تشخيص خطا مناسب خواهند بود. در ابتدا، دو ضرب كننده سري علامت دار بهينه بر مبناي الگوريتم بوث و نسخه بهبوديافته آن به نام الگوريتم K ، با استفاده از چينش هايي جديد براي گيت هاي برگشت پذير ارائه مي گردند. سپس، ضرب كننده سري كم هزينه ديگري بر پايه روش مرسوم جمع- انتقال پيشنهاد مي شود كه براي كاربردهايي شامل ضرب اعداد بدون علامت مناسب است. در انتها، يك ضرب كننده موازي علامت دار جديد بر پايه روش باو-وولي پيشنهاد مي گردد كه براي كاربردهاي نيازمند به سرعت بالا مناسب است. نتايج مقايسه ها نشان مي دهد كه ضرب كننده هاي پيشنهادي با توجه به معيارهاي اصلي مورد استفاده در مدارهاي با منطق برگشت پذير شامل هزينه كوانتومي، تعداد گيت، تعداد ورودي هاي ثابت و تعداد خروجي هاي بي استفاده، بسيار بهتر از طراحي هاي موجود هستند.
Keywords :
Fault-Tolerance , Error Detection , Booth’s Algorithm , Multiplication , Parity-Preserving Gates , Reversible Logic
Serial Year :
2019
Record number :
2496314
Link To Document :
بازگشت