Multiplicador wallace

ORGANIZACIÓN DE COMPUTADORES II PRÁCTICA 3
Objetivo
1. Modelar un sumador de 4 números utilizando un arbol de Wallace. 2. Construir un multiplicador de 4 bits sumando los productos parcialesmediante el sumador anterior. 3. Identificar el camino crítico del multiplicador. 4. Evaluar los beneficios frente a la suma de productos parciales realizada con sumadores con acarreo serie.

IntroducciónUno de los problemas que se plantea al realizar una multiplicación es la suma de todos sus productos parciales para generar el resultado final (figura 1). Una posible aproximación es la que semuestra en la figura 2, en la que los 4 productos son sumados 2 a 2, y finalmente combinados en un último sumador serie..

A3 B3

A2 B2

A1 B1

A0 B0

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Figura 1: Productos parciales El principal problema es que el camino crítico de la solución es demasiado largo, ya que no solamente se utilizan sumadores con acarreo serie, sino queademás hay dos niveles de sumadores en serie, cuyos tiempos de retardo se acumulan. Una alternativa al problema de la suma consiste en utilizar sumadores csa (carry-save adder). La principalcaracterística de este sumador es que las sumas de cada bit son independientes entre sí (figura 2), y por lo tanto pueden realizarse en paralelo. Si tomamos un retardo de puerta de 5ns, eso quiere decir quefrente a los 45ns del sumador ripple de 4 bits, el sumador csa tendría un retardo de 15 ns (lo que tarda la primera etapa del primero).

Figura 2: Sumador de 4 números

Figura 3: Sumador carry saveadder de 4 bits El sumador CSA, sin embargo genera como resultado 2 vectores: uno con la suma bit a bit y otro con los acarreos generados en cada caso. Para obtener el vector único final, seríanecesario sumar ambos vectores, teniendo en cuenta que el vector de acarreos debe desplazarse una posición hacia la izquierda antes de ser sumado. En el caso de la suma de los productos parciales, ésta...