Indonesi an  Journa of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   1 3 ,  No.   2 Febr u ary   201 9 , pp.  8 45 ~ 852   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v1 3 .i 2 .pp 845 - 852          845       Journ al h om e page http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   ASIC  de sign of l ow po wer - delay p ro du ct  carr y pre - comp utation  based m ulti pli er       Chaitany a C V S 1 , S u nd ares an   C 2,   R Ven ka t esw ar an 3 , Ke erth ana Pr as ad 4   1,2,4 School  of  In f orm at ion  Sci ences,  Manip al Academ y   of   Higher   Educ a ti on,   Mani pal ,   Karna ta k a ,   I ndia .   3 Bhara t   Hea v y   E le c tri c al Li m it e d,   T iruc hur apa l li,  T amil  Nadu ,   In dia .       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Oct   6 , 2 018   Re vised  Dec  07 ,   2018   Accepte Dec  21 , 201 8       High  spee and   eff i ci en m ult i pli ers  ar essenti al  components   in  tod a y ’s   computat ion al   ci rcu it li k d igi tal  signa p roc essing,   al go rit hm for  cr y p togra ph y   a nd  high  per for m anc proc essors .   Inva ri ably ,   al m ost  al l   proc essing  unit s   wil contain  h ar dware   m ult ip li er base on  som e   al gori thm  tha f it th a ppli c at ion  req ui rement .   Tre m e ndous  adva nc es  in  VLSI   te chno log y   over   the   past  sev era y e ars  resulted  in   an  inc r ea sed  n e ed  for  high   spee m ult iplier and  compelle the   d esigne rs  to  go  for  tr ade - offs  among  spee d,   power   consum pti on  a nd  area.   Am ongst  var ious  m et hods  of  m ult ipl icati on ,   Vedic   m ult iplier are   gai ning  gr ound  due  to  their  expect e d   improvem ent   in  per form anc e .   novel   m ult iplier  design  for  high  spee VLS I   appl i ca t ions  usi ng  Urdhva - Ti r yagbh y am  sutra   of  Vedic  Multi pli c at ion   has   bee pre sent ed   in  thi pape r.  The   proposed  arc hitect ur m odel ed  using  Veri log  HD L,  sim ula te using   Cade nc NCS IM  and  s y n thes iz ed  using   Cade nc RT C om pil er  with   65 nm   TSMC   li bra r y . The  proposed   m ult ipl i er   arc hi te c t ure   is  c om par ed  with  t he  exi sting  m ultipli ers  and  the   r esult show   signifi c ant   improvem ent   in   spee and  pow er  diss ipa ti on .   Ke yw or d s :   Bi nar y M ulti pl ic at ion   Ca rr y P re C ompu ta ti on   Mult ipli er Arc hitec ture   Op e ra nd D ec om po sit ion   Ved ic  M ulti plier     Copyright   ©   201 9   Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .     Al l   rights re serv ed .   Corres pond in Aut h or :   Chait anya CV S ,   School  of In for m at ion  Science s,    Ma nip al   Acad e m y of   Higher  Ed ucati on,    Ma nip al   576104, Ka rn at a ka,   I nd ia .   Em a il cha it an ya .cvs@m anipal.ed u       1.   INTROD U CTION   Pr oc esso rs  are i m po rtant p a rt o f   integ rated   ci rcu it s ( IC) La r ge  nu m ber s of f unct io nalit ie are p acke in  an  IC  tha nk to  trem end ou gro wth  i de ns it of   i nteg r at ion   in  rece nt  tim es.  As  the  nu m ber   of   f unct ion s   increases the  need   for  com pu ta ti on   al so   grow s W it t he  adv e nt  of  ne w   process  te ch nolo gies,  s hr in ki ng   of   featur siz an avail abili ty   of   m od er CA D   too ls,  dev el op m ent  of   co m plex  integrated  ci rcu it f or   var i ou app li cat io ns   is  po ssi ble.  Ex a m ples  of   su c ap plica ti on s   inclu de  di gital   sign al   proc essing  [ 1 , 2],  m ob il e   com pu ta ti on a nd   c omm un ic at ion s,  m ultim e dia  ap plica ti ons  an proce ssing   re qu ire for   sci entifi com pu ti ng   and  ap plica ti ons  et c.  The   s peed  an e ff ic ie n cy   of  proc essor  in  su c IC  is  ve ry  cr uc ia fo r   m eet i ng  the  requirem ents  of  the  a pp li cat io ns   s upporte by   the  IC.  T he  s peed   of  proce s so a nd  ef fici ency  of  proce ss or   i n - tur de pe nds  upon  a arit hm et ic   log ic   unit   [3 ]   w hich  is   co ns ide red  as   the  m ai com pu ta ti o nal  unit   of  th e   process or.   More ov e r,   t he   m ulti plier  unit [4 ]   are  th m os i m po rtant  hard war e   struct ur es  i com plex   arit hm etic  un it The  m ulti pli er  unit are  c apab le   of   perf or m ing   operat ion on   opera nd of  va rio us  data    ty pes  su c as  cal culat ing   r un ning  s um   of   pro duct s.  As  m ulti plica ti on   is  cru ci al   arit hm etic  op erati on   i process or [ 5]  and   dig it al   co m pu te syst e m s,  m ulti pliers  a re  the  co re  bu il ding  bl ock   for  m any  al go rith m s   in  wide  va riet of   c om pu ti ng  app li cat io ns Althou gh  m ult ipli ers  are   m a in  arit h m et ic   com po ne nts  use for   processi ng   sci entifi data,  th excessive  po wer   co nsum pti on   a nd   delay   at tract at te nti on   f r om  the  research  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   2 Fe bru ary  201 9   :   8 4 5     8 5 2   846   com m un it y.  Usu al ly m ulti pl arit hm et ic   cor es  work i ng  in  par al le are  us e s as  t proc ess  la rg e   am ou nts  of   data with  r el a ti vely  low po we a nd d el ay   Var i ou al gorithm hav been  pro po se for  t he  hardw a re  i m ple m entat ion   of   m ulti pliers  in  the  past .   Add  an S hift   is  the  com mo al go rithm   us e in  desi gning   of  m ulti pl ie [6 ] I pa r al le m ul ti pliers,  the  i m po rtant  par a m et er  wh ic h   i us e to  dete rm ine  per f or m ance  is  the  nu m ber   of   par ti a products  wh i ch  are  need e to  be  add e d.   On e s uc al gorithm  is  Mod ifie Bo oth  algorit hm  [ 7] w hich red uces  the n um ber  of p arti al   pro du ct duri ng  the   m ulti pli cat ion   wh ic in  tu rn  inc rea ses  the  pe rform a nce  of  the   m ulti plier.  An ot he r   al gorithm   is  Wall ace  tree  based   al gorithm   wh ic re duces  num ber   of   a dd i ng   sta ges  an is  us ed  to  im pr ov th e   sp ee of   m ultip li cat ion I s om i m ple m ent at ion s,  e ff ic ie nt   m ulti plier  arc hitec ture  is  des ign e by  com bin i ng   bo t Mo di fied   Boo th  al gorit hm   and   W al la ce  Tree  al gorithm Ho we ver,   an  increasi ng   par al le li sm   increases  the  num ber   of  s hifts  betwe en  inte rm ediate  su m   and  pa rtia products   w hich  res ults  in  reduce sp ee d,    increase pow er co nsum ption  and also  incr eased ar ea bec ause of  irre gu l ar s truct ur e. T hu s , in  so m e c ases, l ow   powe a nd  co m pact  m ult iplier  arc hitec ture is  im ple m en te usi ng  se rial   m ulti plica tio al gorithm Seria l   m ul ti pliers  [8 ]   hav bette perform ance  fo powe co nsum ption   an area  with  the  delay   trade off.   De pe nd i ng  upon the  appli cat ion , eit her   pa rall el  o r  ser ia l  m ult ipli ers  are  selec te to  p e r form  the o pe ra ti on .   Howe ver,  in  t he   high  s pee proces sors  wh ic are   operati ng   at   higher  cl oc f re qu e ncies,  the  existi ng   m ul ti plier  ta kes  m or delay   f or   e xecu ti on  of  the  instru ct io ns.  The  e xisti ng  m ulti plier  un it that  con s um e   m or e   powe are  no su it able  to  be  i ncor porated  in   the  process ors   wh ic are  us e in  wi reless  a nd   portable  de vices.  Th us , p ow e sa vings is a im po rta nt ar ea  for  i m pr ovem ent.    In   order   t ad dr ess  t he  lo powe com pu t at ion   al ong  wi th  high  perfor m ance,  ne appr oach   t o   m ul ti plier  design   base on   a nc ie nt  Ve dic  Ma them atics  has  been   ex plored .   The  m at he m atical   op erati ons  us i ng   Ved ic   m at he m at ic are  ver f ast   and   re quire   le ss  hardw a re.   This  aspect  of  Ved ic   m at hem at ic s   can  be  util iz ed  to  increase  the   com pu ta ti on al   sp eed  of   m ult ipli ers.   This  pa per   descr i bes  the  desi gn   a nd   i m ple m entat io of  a   Ved ic   m ulti pli er  base on   U rdh va - Tiry a gbhyam   Su tra  [9] - [11].  T he  nu m ber   of   ste ps   require to  perform   a   m ul ti plica ti on   operati on  by  us in Urd hvaTi ryagbhyam   Su tra   are  c on si der a bly  le ss  com par ed   to  th e   conve ntion al   m ul ti plica ti on   te chn iq ues In   this  pap e r,   we  hav furthe exp l or e nove m et ho to  enh a nc e   the  sp e ed  of  a   Ve dic  m ulti pl ie by  pr e - co m pu ti ng   the  c arr ie wh ic a re  use duri ng   su m m ation   of   par ti a l   pro du ct s.  T he  i m ple m entat io of  pr e - c om pu ta ti on   lo gic  usi ng   m ulti plexer   base car ry - look  ahea lo gi and   XO lo gic  resu lt ed  in  re duct ion   of   delay The  pro pose m ult ipli er  al ong  with  ope rand  dec om posit ion   te chn iq ue  resu l te in  re du ct i o of  po wer   c onsu m ption   wh i ch  in  tu rn   re duced  the  power - delay   pro du ct   of   the   m ul ti plier.   The  str uctur of   the  pap e is  div ide as  f ollows:   The  m et ho dolo gy  and   the  a rch it ect ur of  the   pro po se m ultip li ers  are  giv e in  sect io 2.  Re su lt are  pre sented  i sect ion   3.   Finall y,  con cl us io is  gi ven   i sect ion   4.       2.   RESEA R CH MET HO D   2.1     Ca rr y pr e - com pu tatio n based  binar mul tipli er   An  bit  Bi nary   Ved ic   Mult ipli er  has  bee pro po se with   a nd  as   in puts  a nd  P   as  t he   final   16 - bit  pro du ct T he  blo c dia gr am   for  8   bit  m ulti plica ti on   is  sh ow in  F ig ur 1 I the  propose m ulti pl ie the  op e ra nd s  A an B a re  div id ed  into Hig he a nd L ower  pa rts  with  4 - bits eac h.     = { A H,   AL}   (1)     B = {B H, BL}   (2)       AL *BH   AH*BH   AL *A L   AH* AL   Pr od uct     Figure  1 .   Bl oc k Diag ram  o 8 - bit M ulti plica ti on       In   this  ty pe  of  m ult ipli er  an  bit  Bi nary   m ulti plicatio is  reali zed   us in 4 - bit  bin a ry  ved i c   m ul ti plica ti on   us in car ry  pr e - co m pu ta ti on   l og ic   s how in  belo F ig ur 2.  wh e re  A 3,   A 2,   A 1,   A B3,  B2 B1,  B a re  4 bi t bina ry in pu ts  and P 7,   P6, P 5, P4, P 3, P 2,   P1, P a re th e  b i na ry outp ut  bits.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       ASI C  d esi gn o f  low  po we r - del ay pr oduct c arry  p re - c omp uta ti on base d m ul ti plier   ( Cha it an ya  CVS )   847       A 3   A 2   A 1   A 0         X   B 3   B 2   B 1   B 0               pp 4   pp 3   pp 2   pp 1         pp 8   pp 7   pp 6   pp 5         pp 12   pp 11   pp 10   pp 9         pp 16   pp 15   pp 14   pp 13               c 32   c 31   c 2           c 42   c 41             c 52   c 51             c 62   c 61               c 71                 P 8   P 7   P 6   P 5   P 4   P 3   P 2   P 1     Figure  2.   Ca rr y  Pr e - Com pu ta ti on Based  Mult ipli er       The  a rch it ect ur e of the  4 - bit  m ul ti plier can be  unde rstood  from  the   blo c k diag ram  sh own  in  Fi gure  3 .       P a r t i a l   P r o d u c t s   G e n e r a t o r X O R   L o g i c P r e - C a r r y   L o g i c                       B [ 3 : 0 ]                                       A [ 3 : 0 ]                         P r o d u c t [ 7 : 0 ] P P [ 1 5 : 0 ] P P [ 1 5 : 0 ] P r e - C o m p u t e d   C a r r i e s     Figure  3.   A rch i te ct ur e   of  Ca rry  Pr e - C om pu ta ti on   base Mul ti plier       The  par ti al   pro du ct   ge ner at or   is  the  first  blo c of   t he  m ulti plier  to  w hich   the  bit  m ulti plica nd   a nd   m ul ti plier  are  giv e as  input s.  At  this  j unc ture,   the  m ultip li cat ion   te ch ni qu use is  U rdh va - Tiry a gbhyam .   T he  bit  m ultip li cat ion   res ult in  total   of   16  pa rtia produ ct (pp1 - pp16).  The  res ult  of  m ul ti plyi ng   an on bin a ry b it   with  ano t her is ei the a ze ro or a  on e whic is  sim ply t he  lo gic  of ANDi ng of t he  two bits.   The  pro du ct s   of  AL *BL,   A H* BL AL *BH A H* B a r determ ined  us in a bove   4 - bit  car ry  pr e - com pu ta ti on   ba sed  m ulti plier  an t he  re su lt of  al s ub  m ulti pliers  are   a dd e t deter m ine  the  fi nal  pro du ct .   The bloc k of t he  8 - bit m ulti pli er is s how i F igure  4.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   2 Fe bru ary  201 9   :   8 4 5     8 5 2   848   4 - b i t   C a r r y   P r e - C o m p u t a t i o n   B a s e d   M u l t i p l i e r 4 - b i t   C a r r y   P r e - C o m p u t a t i o n   B a s e d   M u l t i p l i e r 4 - b i t   C a r r y   P r e - C o m p u t a t i o n   B a s e d   M u l t i p l i e r 4 - b i t   C a r r y   P r e - C o m p u t a t i o n   B a s e d   M u l t i p l i e r       A H   B H     A H       B L           A L         B H           A L       B L C a r r y   S a v e   A d d e r C a r r y   L o o k   A h e a d   A d d e r C a r r y   L o o k   A h e a d   A d d e r P r o d u c t [ 1 5 : 1 2 ] P r o d u c t [ 1 1 : 4 ] P r o d u c t [ 3 : 0 ] A [ 7 : 4 ] A [ 7 : 4 ] A [ 3 : 0 ] A [ 3 : 0 ] B [ 7 : 4 ] B [ 7 : 4 ] B [ 3 : 0 ] B [ 3 : 0 ]   P 1 [ 7 : 0 ]   P 2 [ 7 : 0 ]   P 3 [ 7 : 0 ]   P 4 [ 7 : 0 ]   P 1 [ 7 : 4 ]   P 4 [ 3 : 0 ] C a r r y [ 7 : 0 ] S u m [ 7 : 0 ] C 1 4 ' b 0 0 0 0     Figure  4.   Bl oc k Diag ram  o 8 - bit M ulti plier  Using  4 - bit Ca rr y P re - C om puta ti on  Base M ulti plier       The  seco nd  sta ge  in  the  bl ock  diagr am   is  the   carry  ge ner at ion   ci rc uit.  He r e,  we  ha ve  inte gr at e pre - com pu ta ti on   l og ic   al ong  wit the   Urdhva - Tiry agbhyam   m ul ti plica ti on   te chn iq ue.  T he   carry   eq uatio ns   a re  gen e rated   sepa ratel for  eac colum of  par t ia products  a nd  the   in pu ts   f or  these  e quat ions  are   ta ken  f rom   the   pr e vious c olum n.  Th e e qu at i on s  for p re - co m pu te carries  are give n belo w.     c2  pp5 &  pp 2;   (3)     c3t1  =  (p p6 & pp3 | ( pp9 &  ( pp3  pp6));   (4)     c3t2  =  (p p9 & ~ pp6) (pp 3 &  ~pp9) |  ( ~ pp3 & pp 6)   (5)     c31 = c 2 ? c3t 2: c3t1;   (6)     c32 =  pp2 &  pp5 &  pp3 &  pp &  pp 9;   (7)     c41t pp13 ? (( pp10  ~pp7)|   ( pp4  ~pp10)   |   (~pp4 &   pp7)) :(( pp7  pp4)   |   (pp10  (pp4   |   pp7)))   (8)     c41t pp13 ? (( ~pp7 &   ~pp4)|   ( ~pp10 &   (~pp4   |   ~pp7))):((~pp7 &  pp4)  |   (pp10 & ~pp4)  |   (~pp1 pp7)) ;   (9)     c41 = c 31 ? c 41t 2:c4 1t1 ;   (10)     c42  =   ((c 31   &   p p13)  ((pp 10  &   (pp7  |   pp4))  |   (p p7  pp4)))   |   ((p p10  pp7   &   pp 4)  ( c31  |   pp13 ));   (11)     c51t = c32 ? ((p p14  ~pp11)|   ( pp8  ~pp14)   |   (~pp8 &   pp11)) :( (pp11  pp8)   |   (pp14  (pp8   |   pp11)));   (12)     c51t =   c32 ? (( ~p p11  &   ~pp8)|   ( ~p p14  &   ( ~pp8   | ~ p p11)) ): (( ~pp11  &   pp8)   | (pp14   &   ~ pp8) | (~p p14   &   p p11)) ;   (13)     c51 = c 41 ? c 51t 2:c5 1t1 ;   (14)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       ASI C  d esi gn o f  low  po we r - del ay pr oduct c arry  p re - c omp uta ti on base d m ul ti plier   ( Cha it an ya  CVS )   849   c52  =   ((c 41   &   c 32)  ((pp1 &   (pp11  |   pp8))  |   (pp11  pp8)) |   (( pp14  pp11   &   pp8)  ( c41  |   c3 2));   (15)     c6t1  =  (p p12 & pp 15)  (c42  & (p p12  pp15 )) ;   (16 )     c6t2  =  ( c 42 &   ~pp1 5) | ( pp12   & ~c4 2) | ( pp15&~ pp12);   (17)     c61 = c 51 ? c 6t 2: c6t1;   (18)     c62 = c 51 &  c 42 & p p12 &  pp15;    (19)     c71 =  (c52  pp16 | (c 61 &  (c 52 | pp 16)) ;   (20)     The  thir sta ge  in  the b lock diagram  inv olv e s the u se of XOR log ic  for  th par ti al  p rod uc ts and  car ry   gen e rated   in   e ach  c olu m n.   T he  ou t put  of  t his  sta ge   giv e the  final  16  bit  pro duct   w hich   is  obta in ed  i a   par al le l m echan ism  instead of  seque ntial   m e chan ism .     2.2 .     Ca rr y pr e - com pu tatio n based  binar mul tipli er u sing oper an d   decom po si tio n   In   ope rand  dec om po sit ion   [ 12] the  op e ra nds  an ar deco m po se into  fou num ber A,   B,  and   to  re duc the  nu m ber   of  on es  in  the  pa rtia pr od ucts.   The  oper an ds   are  dec om po se in  s uch   wa tha t   the  num ber   of  zero s   in   dec ompo s ed   opera nd  will   be  m or w hen  com par e to  num ber   of  ones.   As   the   nu m ber   of   ze ro a re  m or e the  switc hi ng   act ivit of  the  ci rcu it   wi ll   be  reduced  wh ic in  tu rn   reduce  the  dynam ic  powe c on s umpti on of t he  a rc hitec ture.   Assum ing  that  the tw o op e ra nds a re  a nd Y ha ve n  bits,     [Xn - 1Xn - 2. . ..... X1X 0], a nd    [Yn - 1Yn - 2. . ..... Y1Y 0]    (21)     The fo ur  decom po sed op e rands  a re  giv e in   the foll owin g     = ~ Λ  ~Y,    B = X Λ  Y,     C = ~X Λ  Y, a nd    Λ  ~Y   (22)     Wh e re,  Λ is a nd  op e rati on &   ~ i s two’s c omplem ent   The final   pro duct  is  determ ined by u sin e quat ion 2 3.     X*Y  =  ( * D)  -   (A * B );   (23)     The  pr oducts  of   C *D   a nd   A *B  are  dete rm i ned   us in 8 - bit  carry  pr e - c om pu ta ti on   bas ed  m ulti plier.   The the  final   par ti al   s um   a nd  car ry  f ro m   bo t products  can  be  c om bin ed  ca rr sa ve  add e a nd  car r look   ahead ad de r.   T he bloc k diag r a m  f or ab ove  m ul ti plier is sh own  i F i gure  5.         3.   RESU LT S   A ND AN ALYSIS   The  pro posed   arc hitec ture  m od el ed  us i ng  Ve rilog  H DL sim ulate usi ng   Ca de nce  NCSI a nd   synthesiz ed   us i ng  C ade nce  R TL  Com piler  with  65nm   TSMC   li br ary.  Di ff e ren im ple m entat ion   m et hodo l og y   hav bee ta ke an im plem ented  in  sam te chnolo gica env ir onm ent  and   t hen   c om par ed  t he  pe rfo r m ance  par am et ers.   F or   t he  c om par ison   point  of   view  t he  idea ha ve  been   c on si der e d   fro m   the  ref e rence a nd   si m ulate and   perform ance  par am et ers  was  com pu te us i ng  the  sam e   M OS FE te chno log file Inp ut   data  was  ta ken  in  a   regular  fas hion   f or   e xperim ental   purpose.  T he   delay   an t he   powe m easure us in t he  w or st - case patt er a nd  from  the   ou t pu w her e  the  delay  is m axi m um .   It  is  ob se r ved  that  the  pro pos ed  ca rr pr e - c om pu ta ti on   ba sed  m ulti plier  and  car ry  pr e - com pu ta ti on   base m ulti pli er  with  opera nd  dec om po sit ion   offe red   s ub sta ntial   reducti on   of  pro pa ga ti on   delay   a nd  total  powe c on s umpti on s.  F r om   T able  an T ab le   2,   it   ca be  ob s er ved  that  t he  pro po se ca rr pr e - com pu t at ion  base m ulti pli er  desi gn  offe r ed  ~2 3%,  ~6 4% ~5 7%,   ~ 83 %,  ~9 4%  wh e com par e w it arr ay   m ultip li er,   wall ace  m ult ipli er,  colum ba sed  m ulti plier,  Nikhil am   based   a nd   c om pr e sso r   base m ulti pliers  res pecti vely and   car ry  pr e - c om pu ta ti on   ba sed  m ulti plier  with  opera nd  de com po sit ion   offer e ~4 1%,   ~72 % ~67%,  ~87 % ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   2 Fe bru ary  201 9   :   8 4 5     8 5 2   850   ~95 %   w he c om par ed  with  arr ay   m ulti plier wall ace  m ul ti plier,  col um base m ulti plier,  Ni khil a m   base and com pr ess or  based m ulti pl ie rs  res pecti vel y.       O p e r a n d   D e c o m p o s e r 8 - b i t   C a r r y   P r e - C o m p u t a t i o n   B a s e d   M u l t i p l i e r 8 - b i t   C a r r y   P r e - C o m p u t a t i o n   B a s e d   M u l t i p l i e r C a r r y   S a v e   A d d e r         X [ 7 : 0 ]       Y [ 7 : 0 ]                         A [ 7 : 0 ]                       B [ 7 : 0 ] C [ 7 : 0 ]               D [ 7 : 0 ] P r o d 1 [ 1 5 : 0 ] P r o d 2 [ 1 5 : 0 ] P r o d u c t [ 1 5 : 0 ]     Figure  5.   Ca rr y  Pr e - Com pu ta ti on Based  Mult ipli er U si ng Opera nd  Deco m po sit io n       Table  1.   Su m m ary  of Sy nth esi s Result o f  8 - Bi t M ulti plier A rc hitec tures   S.No   Architectu re  ( 8 - b it )   Delay  (ns )   Dy n a m i Po wer  (u W )   Static Powe (uW)   Total Po wer   (uW)   Po wer - D elay   Prod u ct ( p J)   1   Arr a y  Based   Multi p lier  [ 6 ]   1 .5   1 5 .09   6   2 1 .09   3 1 .63   2   W allac e Based   Multip lier  [ 2 ]   1 .2   6 .27   4 9 .91 3   5 6 .18 4   6 7 .42   3   Co lu m n  Based   Multip lier  [ 9 ]   1 .95   2 6 .74   2 .8   2 9 .54   5 7 .6   4   Nik h ila m  Based   M u ltip lier  [ 1 0 ]   3 .2   4 2 .56   4 .3   4 6 .86   1 4 9 .95   5   Co m p r ess o Bas ed  M u ltip lier  [ 1 1 ]   4 .02   9 5 .2   6 .79   1 0 1 .99   4 1 0 .92   6   Pre - Co m p u tatio n   Bas ed  M u ltip lier   0 .75   2 5 .77   7 .45   3 3 .23   2 4 .23   7   Pre  Co m p u tatio n   Bas ed  M u ltip lier  with  Operand  Dec o m p o sitio n   1 .02   3 .36   1 4 .80 8   1 8 .17 2   1 8 .5       Table  2.   Su m m ary  of Sy nth esi s Result o f  16 - Bi t M ulti plier  Ar c hitec tures   S.No   Architectu re  ( 1 6 - b it)   Delay  (ns )   Dy n a m i Po wer  (u W )   Static Powe (uW)   Total Po wer   (uW)   Po wer - D elay   Prod u ct ( p J)   1   Arr a y  Based   Multi p lier  [ 6 ]   2 .89   3 0 .18   12   4 2 .18   1 2 1 .90   2   W allac e Based   Multip lier  [ 2 ]   2 .46   1 2 .54   9 9 .82 6   1 1 2 .366   2 7 6 .42   3   Co lu m n  Based   Multip lier  [ 9 ]   3 .82   5 2 .48   5 .4   5 7 .88   2 2 1 .10   4   Nik h ila m  Based   M u ltip lier  [ 1 0 ]   5 .96   8 0 .65   8 .1   8 8 .75   5 2 8 .95   5   Co m p r ess o Bas ed  M u ltip lier  [ 1 1 ]   8 .04   1 9 0 .4   1 3 .58   2 0 3 .98   1 6 3 9 .9 9   6   Pre - Co m p u tatio n   Bas ed  M u ltip lier   1 .4   5 1 .54   1 4 .9   6 6 .44   9 3 .01 6   7   Pre  Co m p u tatio n   Bas ed  M u ltip lier  with  Operand  Dec o m p o sitio n   1 .96   6 .72   2 9 .61 6   3 6 .33 6   7 1 .21 8       Fr om   the  Ta bl an T able  2,   it   ca be   ob serv e t hat  ca r ry  pre - c om pu ta ti on   base m ulti plier  with   op e ra nd   decom po sit ion   con s um es  le ss   po w er  wh e com par ed  to  car ry  pre - c om pu ta ti on   based   m ulti pli er  wit the  delay   tra de off.   P r opos e C arr pre - c ompu ta ti on  based  m ulti plier  with  ope rand  dec om po sit ion   ga ve  the   bette powe r - de la product  w hen  c om par ed  to  propose ca rr pr e - c om pu ta ti on   base m ulti plier  a nd  e xisti ng  m ul ti plier f r om l it eratu re.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       ASI C  d esi gn o f  low  po we r - del ay pr oduct c arry  p re - c omp uta ti on base d m ul ti plier   ( Cha it an ya  CVS )   851   4.   CONCL US I O N   In   t his  pa per,   Ve dic  m a t hem atics  base m ulti plier  has  bee pr opose wh ic use Ca rr pr e - com pu ta ti on   a nd  ope rand  de com po sit ion   m et hodo l og y.   T he  pro po se ar chite ct ur c ombines   the  be ne fits  of   Ved ic   m et ho d,  par al le pr e - c om pu ta ti on   of   carr ie s,  an ope rand  dec om po s it ion   there by  resu lt ing   in  re duct io of   powe r - delay   product.  T he  pro pag at io de la of   carry  pre - com pu ta ti on   base m ulti pli er  f or   cal culat i on   of   bit  an 16  bit  m ul ti plica ti on   was  0.7 5n s   an 1.4ns  w hile  powe c on s umpti on  wa 33.23  uW  an 66. 44   uW.   The  pro pag at i on  delay   of  ca rry   pr e - com pu ta t ion   base m ulti plier  with   ope rand  dec om po sit ion   f or  cal cul at ion   of   bit  and   16   bit  m ult ipli cation   was  1.02ns   and   1.9 6ns  w hile  power   c onsu m ption   was  18.17  uW  an 36.13   uW.  T he  delay   of   m ulti plica t ion   was  decre ased  by  ~6 8%   an powe consum ption   was  reduce by   ~61 %   wh e c om par e to  N i kh il am  b ase d Ved ic  m ulti plier.       REFERE NCE S   [1]   Xiangui   Kang,  Anjie Peng,   Xi an y uXu,  Xi aoc hun   Cao,   Perform in Scal ab le   Loss y   Com pre ss ion  O Pixel   En cr y pt e d   Im age s,  EURAS IP Journal   on   Im age   and  Vid eo  P roc essing,   (2013 ),   pp .   1 - 6.   [2]   Nikolay   Ponom a ren ko,   Serg e y   K rive nko,   Vladi m ir  Luki n ,   Ka ren   Egi a za ri an,  Jaa k ko  T,  As tol a ,   Lo ss y   Com pre ss ion  of  Noisy   Im ages   Based  on  Vis ual   Quali t y C om pre hensive   Stud y ,   EURAS IP  Journal  on  A dvanc es  in  Signa l   Proce ss ing,   (201 0),   pp .   1 - 13 .   [3]   L. - K.  W ang,   M.   A.  Erl e ,   C.   Tse n,   E.   M.  Schwar z,   and  M.  J.  Sc hult e ,   surve y   of  har dware   des igns  for  dec ima l   ari thmet ic ,   IBM  Journal  of  R ese a rch   and   Deve lop m ent ,   54   (2)  (20 10),   pp .   8:1 - 8 :15 .   [4]   M.  Jee vit h a,   R .   Muthai ah ,   P.  Sw aminat han,   Eff icient   Mul tiplie Arch it e ct u re  in  VLSI  De sign,  Journal  o f   The ore ti c al a nd   Applie Inform a ti on  Te chno log y,   38   (2)  (2012) ,   pp.   196 - 201 . 2   [5]   J.  R.   Boddie,  G .   T.   D ar y ana n i,  I.   I.   El dum ia t i,  R.   N,  Gade n z,  J.  S.  Thomps on,   S.  M.  W al t er s,  Digit a Signa Proce ss or:  Archi te c ture   and  Per f orm anc e, Be l S y stem  Te chn ical   Journal, 60 (7)  ( 1981),   pp .   1449 - 1462.   [6]   Ko - Chi  Kuo,  Chi - W en  Chou,   Low  Pow er  And  H igh  Speed  Multi pli er  Design  W it Row  By p assing  And  Para ll el   Archi tectur e ,   Mi cro elec tron ic s Jo urna l, 41  (2010) ,   pp.   639 - 650.   [7]   Constant inos  Ef stat hiou ,   N.  M oshopolous,  N.  Axelos,   K.  Pe km estz i,   E fficie nt  Modulo  2n+ Multi pl y   An Multi pl y - Add U nit s Ba sed   On M odifi ed   Booth E ncodi ng,   Int egr a ti on,   the VLSI J ourna l, 47  (2014 ),   pp .   140 - 147 .   [8]   Mana Ranj an  Mehe r,   Ching  C huen  Jong,  and  Chip - Hong  Chang,   High  Bit   Rat Serial - Seri al   Multi pl ie W i th  On - the - Fl y   Ac c um ula ti on  b y   As y nchr onous  Cou nte rs”,   IE EE   trans .   On  VLSI   sy stems ,   Vol.   19,   No.  10,   pp.   1733 - 1745,   Octob er,  2 011.   [9]   Bhara t iKrsnaT ir tha ji ,   V .   S Agra wala ,   Vedic Ma the m at i cs” ,   13th Edi ti on ,   Mot il a l Bana rsidass,   201 0.   [10]   P.  Saha,   A.  Ban erj e e,   A.  Dand a pat ,   and  P.  Bhattac h ar yy a ,   AS I design  of  high  spee low  p ower  ci rcu it   for   fac tor ia c alculat ion  using  anc ie n Vedic   m at hematics”,   EL SEVI ER  Microe l ec tro nic Journal,   vol .   42,   issue  12,   pp.   1343 - 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power  VLSI  Design,   E lectr oni c   Design  Autom ation,   and  Par al l el  Algorit hm s/Archi tectur es.           Dr Sun dar e san  com plete Ba chelor   degre in  Ele ct ro nic and   Com m un ic at ion   in  2000   from   Ma du rai  Kam araj   Un i ve rsity   and   MS  degree  in  VL S CAD  in  20 03  from   Ma nip a l   Un i ver sit an PhD  i 2018  f ro m   Ma nip al   Acad em of   H igh e E du cat i on.  He  sta rted  hi s   career  as  en gin ee at   Ap la Ltd.  C urren tl he  is  work i ng   as  Assistant  Profess or  i School  O I nfor m at ion   Scie nces.  His  rese arch   inter est inclu des  Com pu te A rithm et i c,  Lo w - P ower  VLSI  Desi gn, L og ic   Synthe si s,  Stat ic  Ti m ing   An al ysi s.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   2 Fe bru ary  201 9   :   8 4 5     8 5 2   852           Dr.  P.  R .   Ven kat eswara n   obt a ine h is  ba che l or’s  degr e in   El e ct roni cs  and   Instrum ent atio Engi ne eri ng  fro m   Nati onal   Enginee ring  Col le ge ,   Kovilpa tt i   in  1998  and  Master in  Instrum ent at io and  Control   En gine er ing  from   Te chn ic a T ea c her s’  Tra in ing  I nstit ute,  Chand i gar in  2002.   He  complet ed  h is  doct ora rese arc in  2008  from   Manipal  Univer sit y ,   Manipal.   He  s ta rt ed  his  caree as   te a chi ng  fac u lty   at   Sethu   Instit ut of  Te chnol og y,   Madura and  c onti nued  his  te a chi ng  ca r ee wit h   Te chn ic a T each ers’  Tra in ing  In stit ute,  Chand ig arh   and  l ater  a Manipa Inst it ut of  T ec hnolog y,   Manipa l .   Presently ,   he  is  worki ng  as  Senior  Engi nee (Contro and  Instrum ent a ti on)  at   W el din g   Resea rch   Insti tu te ,   BHEL ,   Ti ru c hira ppa ll and  is  associa te in  th areas  of  W el ding  Autom at ion  and  W el ding  Pow er  Source s.  His  are as  of  int ere st  are   l i nea Control   t heor y ,   E le c tron ic   Instrum ent at ion  and  Soft  Com puti ng  Techni qu es.   He  has  bee rev ie wer  for  jou rna ls  li ke  I EEE  SM C,   El sevi er,  AM SE  et c. He   is   m ember  o pr ofe ss iona bod ies   of  ISTE ,   IW and  IE .           Dr.  Kee rth ana   Prasad  is  workin as  Profess or  i School  of  Inf orm at ion  Sci ences,  a   constituen t   insti tution  of  M ani pa Univer si t y .   Her  r ese a r ch  int er ests  are  ima ge  an aly sis  and   it applic at ions  i n   m edi ci ne   and   hi gh  per form ance com puti ng  appr o ac for   image   pr oce ss ing.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.