I n t e r n at ion al   Jou r n a l   of   I n f o r m at ics   an d   Com m u n icat ion   T e c h n ol ogy  ( I J - I CT )   Vo l .   14 ,   N o .   2 A ugus t   20 25 ,   pp.   382 ~ 392   I S S N:  2252 - 8776 DO I 10 . 11591/i ji c t . v 14 i 2 . pp38 2 - 392             382       Jou r n al  h o m e page ht tp: // ij ict . iaes c or e . c om   A n  i m p r ov e d  ap p r oxi m at e  p a r al le p r e f ix  ad d e r  f o r  h ig h   p e r f or m an c e  c om p u t in g a p p li c at io n s:  a c om p ar at iv e  an al y s is       Vam s id h a r   Anagan i K as Gee t h a n j al i ,   An u s h Gor an t l a ,   Ann am r e d d De vi   D e pa r tm e nt   of   E le c t r o ni c s  a nd C omm uni c a ti o n   E ngi n e e r in g,   R a ghu E ngi ne e r in g C o ll e g e V is a kha pa tn a m, I ndi a       Ar t ic l e   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e i ve d   S e 11,   2024   R e vi s e No v   25,   2024   A c c e pt e De c   15,   2024       Bi n ar y   ad d e rs   are  fu n d a men t al   i n   d i g i t al   c i r cu i t   d e s i g n s ,   i n c l u d i n g   d i g i t al   s i g n al   p ro ce s s o rs   an d   mi c ro p ro ce s s o d at p at h   u n i t s .   Co n s e q u en t l y ,   s i g n i fi c an t   r e s e arch   h as   fo c u s e d   o n   i m p ro v i n g   a d d e rs   p o w e r - d e l a y   e ffi ci e n cy .   T h c arr y   t ree   a d d e r   (CT A i s   al t e r n at i v el y   r e f e rr e d   t o   as   t h p aral l el   p re f i x   ad d e r   (PPA ),   i s   amo n g   t h e   fas t e s t   ad d e rs ,   a c h i e v i n g     s u p e ri o p e rf o r m a n ce   i n   v e r y   l ar g e   s c a l e   i n t e g rat e d   ( V L SI )   i m p l emen t at i o n s   t h ro u g h   e ffi ci e n t   co n cu rr e n t   c arr y   g e n e rat i o n   an d   p ro p ag at i o n .     T h i s   s t u d y   i n t ro d u ce s   a p p ro x i m at e   PP A s   (A x P PA s b y   ap p l y i n g   ap p ro x i m at i o n s   i n   p re f i x   o p e rat o rs   (PO s ).   Fo u t y p e s   o A x PPA s - ap p ro x i m at e   k o g g e - s t o n e,   ap p ro x i m at b ren t - k u n g ,   ap p ro x i m at e   l ad n e r - fi s c h e r ,   an d   ap p ro x i m at e   s p ars e   k o g g e - s t o n e - w e r e   d e s i g n ed   a n d   i m p l emen t ed   o n   FPG A   w i t h   b i t   w i d t h s   u p   t o   6 4 - b i t .   D el a y   me as u r eme n t s   fro s t at i c   t i m i n g   a n al y s i s   u s i n g   X i l i n x   I S E   d e s i g n   s u i t e   v e rs i o n   1 4 . 7   i n d i c at t h at   A x PPA s   e x h i b i t   b e t t e l at en cy   p e rf o rm a n ce  t h an   t rad i t i o n al   PPA s .   T h e   A x PP A   s p ars e   k o g g e - s t o n e ,   i n   p art i c u l ar,   d em o n s t rat e d   s u p e r i o r   are a n d   s p ee d   p e rf o r m an ce ,   a c h i e v i n g   d e l a y   o 2 . 5 0 1 n s   fo 1 6 - b i t   ad d i t i o n .   K e y w o r d s :   A ppr o xim a t e   c o m put i n g   Ax P P A   A r e a - de l a y   p e r f o r m a n c e   P a r a l l e l   pr e f i x   a dd er   P r e f i o pe r a tor   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i cen s e.     C or r e s pon din A u th or :   Va m s i d h a r   An a ga ni   De pa r t m e n t   o f   E l e c t r o ni c s   a n C o m m u ni c a t i o n   E ng i n e e r i ng R a gh E n g i ne e r i n C o l l e ge   V i s a k h a pa t n a m ,   I n d i a   E m a i l v a m s i a na ga ni @g m a il . c o m       1.   I NT RODU C T I ON   A dd i t i o n   i s   a   f u n da m e n t a l   a r i t hm e t i c   o pe r a t i o n ,   w i t h   c a r r i e s   r i pp li ng  f r o m   o n e   bi t   to   t h e   n e x t .   I c a n   b e   pe r f o r m e r a p i d l y ,   m a k i ng  i t   a   c r uc i a l   o pe r a t i o n .   T h e   c r i t i c a l   de l a y   pa t h   o f   t h e   a dde r   de t e r m i ne s   o v e r a l s pe e d.   Ha l f   a n f u ll   a dde r s   a r e   e s s e n t i a l   f o r   de s i g ni n v a r i o us   a dde r s   a n m u l t i p li e r s .   A ppr o xi m a t e   c o m put i n g,   a n   e m e r g i n pa r a d i g m   i n   i n t e gr a t e c i r c u i t s ,   e n h a n c e s   pe r f o r m a n c e   w i t h o u c o m pr o m i s i ng   a c c e pt a bl e   qua l i t y   by   e li mi na t i n t h e   n e e f o r   e x a c t   c o m put a t i o n s   [ 1] .   A dde r   uni t s   a r e   f o un da t i o n a l   a n w i de ly   us e i n   a r i t hm e t i c   h a r dwa r e   o pe r a t i o n s   s uc h   a s   d i g i t a l   s i g n a l   pr o c e s s i ng  [ 2] ,   i m a ge   a nd  vi de o   pr o c e s s i n [ 3] ,   c o m put e r   vi s i o n ,   a n m a c hi ne   l e a r ni ng  [ 4] .   C o m bi n i ng   a ppr o xi m a t e   a dde r   ( A xA )   uni t s   w i t m o r e   c o m p l e x   m o de r n   a ppr o xi m a t e   a r i t hm e t i c   uni t s ,   s uc h   a s   s qu a r i n m o du l e s   [ 5] ,   [ 6 ] ,   m u l t i p li e r s   [ 7] ,   [ 8 ] ,   [ 9] ,   s qua r e   r oot s   [ 10 ] ,   a n d i vi s i o n   [ 11] ,   a l l o w s   f o r   i n t e r l a y e r   a ppr o x i m a t i o ns .   M a ny   a ppr o xi m a t e   a dde r   a r c hi t e c t ur e s   m a ke   t h e   l o g i c   f r o m   t h e   l e a s t   s i g ni f ica n t   bi t   ( L S B )   to   t h e   m o s t   s i g ni f i c a n t   b i t   ( M S B )   a c c ur a t e   [ 12] - [ 15 ] .   P a r a l l e l   pr e f i a dde r s   ( P P As )   a r e   r e n o wn e f o r   t h e i r   s pe e a n s pa c e   e f f i c i e nc y   i a dd i t i o o pe r a t i o n s .   T h e s e   a dde r s   a c hi e v e   t h e i r   s upe r i o r   p e r f o r m a n c e   by   i m p l e m e n t i n l o ga r i t hmi c   r e duc t i o n   i n   t h e   c a r r y   pr o pa ga t i o n   c h a nn e l ,   whi c h   s i g nif i c a n t l y   d e c r e a s e s   t h e   l a t e n c y   o f   t h e   pr i m a r y   c o m put a t i o na l   pa t h .   Ho we v e r ,   t h e   m a i n   c h a ll e n ge   i n   d i g i t a l   ha r d wa r e   de s i g n   i s   t h e   o p t i mi z a t i o n   o f   P P A   c i r c u i t   s y n t h e s i s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l     I S S N:   2252 - 8776       A impr ov e appr ox imate  par all e pr e f ix  adde r   f or   high  pe r f or manc e   c omputing    ( V ams idha r   A naga ni)   383   [ 16] - [ 19 ] .   A n   i nn o v a t i v e   t e c hni que   c o m bi n i ng  s pe e a n po we r   e f f i c i e nc y   i a dd e r   c i r c u i t s   ha s   b e e e n g i ne e r e t h r o ugh   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   a n   a ppr o xi m a t e   pa r a l l e l   pr e f i a dde r   ( Ax P P A ) ,   t h a c o m bi ne s   f a s t   c a r r y   pr o pa ga t i o n   a n L S B - to - M S B   l o g i c a l   a ppr o xim a t i o n   [ 20] .   T hi s   pa pe r   e x a mi ne s   f o ur   P P A s - b r e n t - kun [ 21] ,   ko gge - s to n e   [ 2 2 ] ,   l a d n e r - f i s c h e r   [ 23] ,   a n s pa r s e   ko gge - s to n e   [ 24]   to   i l l u s t r a t e   a ppr o xi m a t e   pr e f i x   o pe r a tor s   ( A x P Os ) .   T h e   s t r a t e gy   a im s   t s i m u lat e   c a r r y   pr o pa ga t i o n   a n ge n e r a t i o n   f o r   a   pr e f i o pe r a tor   ( P O) .   A x P P As   we r e   t e s t e o n   t w o   h a r dwa r e   a c c e l e r a t or s s u m   o f   s qua r e d if f e r e nc e   ( S S D)   pi xe l   c o m pa r i s o n   a n f i ni t e   im pu l s e   r e s po n s e   ( F I R )   f il t e r s   i vi r t ua l / vi de o   pr o c e s s i n a pp l i c a t i o ns   [ 25] .   B ot h   F I R   f i l t e r s   a n S S a ppl i c a t i o n s   c o n t a i n   m u l t i p l e   a dde r s ,   i m p a c t i n a r e a ,   de l a y ,   a n po we r   c o n s u m pt i o n   [ 26] ,   [ 27] .   B y   i nc o r p or a t i n a dd i t i o n a l   s t r a t e gi e s   l i ke   A ppr o xim a t e   A dde r   ( AxA )   c o m bi na t i o n s ,   o n e   c a n   o p t i mi z e   t h e   s i z e   a n e n e r g y   c o n s u m pt i o n   o f   t h e s e   a c c e l e r a to r s .   T h us ,   o ur   wo r k   f o c us e o n   de s i g ni ng  a n i m p l e m e n t i n Ax P P A - ba s e b r e n t - kun [ 21] ,   k o gge - s to n e   [ 21 ] ,   l a d n e r - f i s c h e r   [ 23] ,   a n s pa r s e   ko gge - s to n e   [ 24]   a r c hi t e c t ur e s Ax P P A _ b r e n t - kun g ,   Ax P P A _ ko gge - s to n e Ax P P A _ l a d n e r - f i s c h e r ,   a n Ax P P A _ s pa r s e   ko gge - s to n e .   T h e   pr o p o s e Ax P P A s   a im   to   pr o duc e   f a s t e r   a n m o r e   e n e r g y - e f f i c i e n t   h a r dwa r e   a c c e l e r a t o r s   f o r   v a r i o us   a ppl i c a t i o n s .   E f f e c t i v e n e s s   pa r a m e t e r s   f o r   t h e s e   Ax P P A   de s i g ns   i nc l ude   a r e a ,   m e a s ur e i l o o k - u t a bl e s   ( L UT ) ,   a n de l a y ,   d e f i ne a s   t h e   t i m e   f r o m   i nput   a pp l i c a t i o n   to  o u t pu pr o duc t i o n .   T h e   p r o p o s e Ax P P A s   a n a dd i t i o n a l   s t r a t e gi e s   l i k e   a dde r   c o m bi na t i o n s   o f f e r   a   n o ve l   a ppr o a c h   t o p t i mi z i ng  h a r dwa r e   de s ign   t r a de - o f f s .   T h e   a r t i c l e s   o r ga ni z a t i o n   i s   o u t l i ne a s   f o l l o w s a n   e x t e n s i ve   r e vi e o f   P P A s   a n t h e i r   pe r f o r m a n c e   a c r o s s   m u l t i p l e   pa r a m e t e r s   i s   pr o vi de i s e c t i o 2.   I n   s e c t i o n   i n t r o duc e s   a n   im pr o v e va r i a n t   o f   P P A ,   kn o wn   a s   Ax P P A .   T h e   r e s u l t s   o f   s im u l a t i o ns ,   a l o n w i t h   t h e i r   c o r r e s po n d i n a n a ly s i s ,   a r e   d i s c us s e in  s e c t i o n   4.   T h e   c o n c l u d i ng  r e m a r ks   o f   t h e   s t ud y   a r e   pr e s e n t e i n   s e c t i o n   5.       2.   P AR AL L E L   P R E F I AD DE RS   S ub s t a n t i a l   r e s e a r c h   i s   b e i ng  c o n duc t e to  a c hi e v e   da t a   pa t h   o p t i mi z a t i o n   i n   t h e   de s i g n   o f   P P A s   [ 28] - [ 31 ] .   A s   i ll u s t r a t e i n   F i g ur e   1,   t h r e e   m a i n   s t a ge s   a r e   i nv o l v e i P P A   de s i g n p re - pr o c e s s i ng,   p r e f ix  c o m put a t i o n ,   a n po s t - p r o c e s s i n [ 20] .           F i gur e   1.   S t a ge s   i nv o l v e i n   t h e   c o m put a t i o n   o f   P P A       T h e   f i r s t   s t a ge   i s   pr e - pr o c e s s i n g,   whi c h   pr o duc e s   s i g n a l s   bi t   by   bi t   f o r   t h e   s ub s e que n t   s t a ge s   o f   ge n e r a t i n a   c a r r y   a n pr o pa ga t i n a   c a r r y .   T h e   f o l l o w i n B o o l e a n   e qua t i o n s   il l us t r a t e   h o w   pr e pr o c e s s i n g   e n c o de s   t h e   o pe r a n ds     a n   i n put   bi t s   to   ge n e r a t e     a n pr o pa ga t e     [ 32] .     P r o pa ga t e   ( ) =     ( 1)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             I S S N :   2252 - 8776   I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l ,   Vo l .   14 ,   N o.   2 A ugus t   20 25 382 - 392   38 4   Ge n e r a t e   ( ) =   ( 2)     T h e   c a r r y - o u t   o f   a n   a dde r   i s   s a i to   b e   t r ue ,   wh e n   t h e     v a l ue   i s   t r ue ,   i r r e s pe c t i v e   o f   t h e   va l ue   o f   i nput   c a r r y .   T h e   s i g n a l     i s   t r ue   wh e n   t h e   i n put   c a r r y   o f   t h e   i t h   bi t   o r de r   pr o pa ga t e s   to  t h e   o u t pu c a r r y   o f   i t h   bi t   o r de r .   B ot h   t h e     a n   f u nc t i o ns   a r e   pe r f o r m e d   us i n l o g i c   ga t e s ,   wh e r e   t h e   A ND   ga t e   i s   us e f o r     f u n c t i o n   a n d   XO R   ga t e   i s   us e f o r     f u n c t i o n .   T h e s e   ga t e s   a r e   e va l u a t e s i m u l t a n e o us l y   w i t h   a   s i ng l e - ga t e   de l a y   f o r   a l l   bi t s   o f   t h e   i t h   or de r .   T h e   s i z e   o f   t h e   pr e pr o c e s s i n c i r c u i t   i n c r e a s e s   pr o p o r t i o n a ll y   w i t h   th e   w i dt o f   a dde r i nput   bi t s   [ 19] .   T h e r e   a r e   m u l t i p l e   a pp r o a c h e s   to   i m p l e m e n t i n pr e f i x   c o m put i n g,   w hi c i nv o l ve   a d j u s t i n v a r i o us   f a c t o r s   s uc h   a s   t h e   n u m b e r   of   li nks   b e t we e n   ge n e r a t e   a n c a r r y   c e l l s ,   t h e   m a xim u m     n u m be r   o f   o ut pu t s   pe r   ga t e ,   t h e   o v e r a l l   qu a n t i t y   o f   l o g i c   ga t e s ,   t h e   de pt h   o f   l o g i c ,   a n t h e   a r e a   o c c up i e b y   t h e   c i r c u i t .   T h e   a r r a n ge m e n t   o f   t h e   a dde r s   de t e r m i ne s   h o c a r r y   a n pr o pa ga t i o n   a r e   gr o upe i n   t he   pr e f i c o m put a t i o n   [ 33] .     = + 1   ( 3)     = ( + 1 ) + + 1   ( 4)     W h e r e ,   + 1   a n + 1   c or r e s po n to  t h e   p r e pr o c e s s i n s t a ge ,   e x p l a i n i ng  P Os ,   t h e   f u n da m e n t a l   c o m po n e n t s   o f   t h e   pr e f i x   c a l c u l a t i o n   ph a s e   r e s pe c t i v e ly .   T h e   a s s o c i a t i v e   o pe r a tor   r e s po n s i bl e   f o r   pr o duc i n g   t h e   c a r r y - o u t   a n pr o pa ga t i o n   ( s u m )   bi t s   m us t   be   c o n t a i ne w i t hi t h e   P bl o c k s   [ 29] .   T h e   P P A   gr a p s t r uc t ur e   i s   c o ns t r uc t e d   by   i n t e gr a t i n t h e s e   P blo c ks   t h r o ugh   pr e f i c o m put a t i o n s .   T h e   c i r c u i t   s i z e ,   e n e r g y ,   a n de l a y   o f   e a c h   P P A   a r e   de pe n de n t   o n   t h e   pr e f i x   c o m put i n s t e p.   R e c o m bi n i ng  t h e     pr o duc e by   t h e   pr e f i c o m put a t i o n   w i t h   t h e     f r o m   t h e   pr e - p r o c e s s i n s t e p,   t h e   f i na l   s u m   i s   f o r m e i n   t h e   p o s t - pr oc e s s i n g   s t e p.   A s   s h o wn   i n   ( 6) ,   t h e   po s t - pr o c e s s i n f u n c t i o n   e x e c ut e s   a   bi t w i s e   XO R   ga t e   b e t we e n   t h e     a n   s i g n a ls   i n   p a r a l l e l   f o r   a l l   bi t s   o f   t h e   i t h   or de r   [ 34] .     =  ( + )   ( 5)     + 1 = + 1   ( 6)     2. 1   B r e n t - k u n ad d e r   T h e   b r e n t - kun a dde r   [ 21]   e x e m p li f i e s   a   P P A   w i t h   s t a n da r a r c hi t e c t ur e   e n a bli ng  e f f i c i e n t   - bi n u m be r   a dd i t i o n   i ( log 2 )   t i m e ,   m a k i ng  i t   i d e a l   f o r   s p a c e - c o n s t r a i n e d,   hi g h - pe r f o r m a n c e   a dde r s   [ 35]   I t s   r e gul a r   a n s ymm e t r i c a l   s t r uc t ur e   i s   s u i t a ble  f o r   pi p e l i ne   s y s t e m s ,   r e duc i n pr o duc t i o n   c os t s   [ 25] .     P r e f i c a l c u l a t i o ns   f o r   8 - bi t   gr o ups   us e   t h e   b r e nt - kun a dde r   [ 21]   m e t h o by   f i r s t   di vi d i ng  2 - bi t   gr o ups     i n t o   4 - bi t   gr o ups ,   c o n t i n u i ng  un t i l   t h e   s u m   t r e e   h a s   t h e   r e qu i r e bi t   c o un t ,   wi t h   o nly   t wo   c e l l s   pe r   l o gi c a l   l e v e l .   T hi s   t e c h ni que   e nha n c e s   t r a di t i o n a l   a r c hit e c t ur e s   c o s t - e f f e c t i v e n e s s ,   c r uc i a l   i n   v e r y   l a r ge   s c a l e   i n t e gr a t e ( VL S I )   de s i g n   [ 30] .   F i gur e   s h ows   t h e   de s i g n   pr o c e s s   o f   c o n ve n t i o na l   8 - bi t   P P A s   b r e n t - kun a dde r   [ 21 ] ,   K o gge - s to n e   a dde r   [ 22 ]   a n d   l a d n e r - f i s c he r   a dde r   [ 23 ] .   F i g ur e   2( a )   di s p l a y s   t h e     8 - bi t   b r e n t - kun a dde r   [ 21]   wi t h   pr o pa ga t e   [ 1 : 8 ]   a n g e n e r a t e   [ 1 : 8 ]   bi t s .   P a r a l l e l   a dde r s   c o m put e   c a r r i e s   f r o m   L S B   t M S B ,   e s t a bl i s hi ng  a   c r i t i c a l   r o ute,   wi t h   m e a s ur e s   t e n s ur e   c a r r y   r e a c h e s   M S B   wi t h o ut    de l a y   [ 6] .     2.   Kogge - s t on e   ad d e r   T h e   ko gge - s to n e   a dde r   [ 22]   i s   t h e o r e t i c a ll y   s im i l a r   to  t h e   b r e n t - kun a dde r   [ 21] ,   c l us t e r i n a d j o i n i ng   bi t s   b a s e o n   c e l l   s i z e   a n r e us i ng  t h e m   by   ne i g hb o r i n n o de s .   C o n s e que n t l y ,   t h e   f a n - o ut  m a t c h e s   t h e   c e ll   s i z e   a n h a s   f e w e r   l e v e l s   t h a n   o t h e r   a r c hi t e c t ur e s .   F o r     i n put s ,   t h e   tot a l   c o s o r   n um be r   o f   c o n s u m e c e l l s   is   log 2 .   T h e   e f f i c i e n c y   i nc r e a s e s   a n f a n - o ut  de c r e a s e   i n   t hi s   a dde r   [ 22] .   P r o pa ga t i o n   a c r o s s   t h e   tr e e   a n c e l l s   o c c ur s   s i m u l t a ne o us l y   dur i ng  ge n e r a t i o n .   H o we v e r ,   t h e   s y s t e m a t i c   a r r a n ge m e n t   o f   t h e   a dde r   i n   a   gr i pa tt e r n   r e s u l t s   i n   a n   i n c r e a s e   i n   c i r c u i t   a r e a   du e   to   s c a tt e r   s e l e c t i o ns .   T hi s   a dde r   c o m put e s   e ve n   d i g i t s   s e pa r a t e l y   w hil e   c a l c u l a t i n t h e   pr e f i x   f o r   o dd   n um be r s   [ 36] .   F i g ur e   2( b )   s h o ws   t h e   8 - bi t   ko gge - s to n e   a dde r   [ 22]   wi t h   pr o pa ga t e   [ 1 : 8 ]   a n ge n e r a t e   [ 1 : 8 ]   bi t s .     2. 3 .     L ad n e r - f is c h e r   ad d e r   A   hi g h - pe r f o r m a n c e   a dd i t i o n   o pe r a t i o n   i s   pe r f o r m e us i n a   l a d n e r - f i s c h e r   a dde r   [ 23] .   T o   pe r f o r m   t h e   a ddi t i o n   o pe r a t i o n ,   de c r e a s e   t h e   c a r r y   pr o pa ga ti o n   l a t e nc y   t h a t   r i s e s   w i t h   r i pp l e   c a r r y   a dde r s   ( R C A )   [ 12] ,   [ 31] .   T h e   da t a   s t r uc t ur e   us e to   pe r f o r m   t h e   c a l c u lat i o n   r e s e m b l e s   a   t r e e .   F i g ur e   2( c )   s h o ws   t h e   8 - bi t   l a d n e r - f i s c h e r   a dde r   [ 23]   wi t h   pr o pa ga t e   [ 1 : 8 ]   a n ge n e r a t e   [ 1 : 8 ]   bi t s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l     I S S N:   2252 - 8776       A impr ov e appr ox imate  par all e pr e f ix  adde r   f or   high  pe r f or manc e   c omputing    ( V ams idha r   A naga ni)   385         ( a )   ( b )   ( c )     F i gur e   2.   De s i g n   pr o c e s s   o f   c o n v e n t i o n a l   8 - bi t   P P As   w i t h   pr o pa ga t e   [ 1 : 8 ]   a n ge n e r a t e   [ 1 : 8 ]   bi t s ;     ( a )   b r e n t - kun a dde r   [ 21] ,   ( b )   ko gge - s to n e   a dde r   [ 22] ,   a n ( c )   l a d ne r - f i s c h e r   a dde r   [ 23]       2. 4 .     S p ar s e   k ogge - s t on e   ad d e r   On e   n o t a bl e   f e a t ur e   o f   t r e e - s tr uc t u r e a dde r s   i s   t he   l im i t i ng  pa t h   de t e r m i ne by   t h e   c a r r y   de l a y   f o r   a n   - bi t   w i de   a dde r ,   whi c h   de m o ns t r a t e s   a n   o r de r   o f   log 2 M u l t i p l e   a dde r   f a mi li e s   we r e   c r e a t e us i n a   pr e f i n e t wor c o n f i g ur a t i o n   [ 8] .   T h i s   r e s e a r c h   s pe c if i c a ll y   e x a mi ne s   t h e   k o gge - s to n e   a dde r   [ 22 ] ,   d i s t i n gu i s he by   i t s   m i n im a l   de pt h   a n li m i t e f a no u t .   F i gur e   i ll us t r a t e s   t h e   a r c hi t e c t ur e   o f   t h e   s pa r s e   ko gge - s to n e   a dde r   [ 24] .   T h e   r e c ur r i n pa tt e r n s   i t h e   ko gge   s to n e   pr e f i x   t r e e   n e t wo r k   h a ve   a n   im pa c o n   i mm u n e   s y s t e m   f u nc t i o n .   T h e   o r de r e pa i r   i s   pr o duc e d   by   t h e   bl a c c e ll   ( B C ) ,   wh e r e a s   t h e   gr a y   c e ll   ( G C )   m e r e ly   pr o vi de s   t h e   l e f t   s i g n a l .   T h e   c o nn e c t i o n   a r e a   i s   we l l - k n o wn ,   a l t h o ugh   i t   i s   n e v e r   a s   c r i t i c a l   i n   a F P GA   e x e c ut i o n   a s   i t   i s   i n   a   VL S I   o n e   due   to  t h e   hi g r o u t i n o v e r h e a i nc l ude i e v e r y   F P G A   [ 31] .   K o gge   s to n e   pr e f i t r e e   n e t w o r ks   a r e   r e gul a r   i n   a   wa y   t h a t   im pa c t s   de f e n s e s   t h r o ugh   r e pe t i t i o n .   T hi s   c r o s s - s e c t i o n a l   d e s i g n   s t r e a m li ne s   t h e   c o n v e y - pr e f i x   ne t wo r k   by   c o m p l e t i n t h e   s u m m i ng  o pe r a t i o n   w i t h   a   4 - bi t   R C A   [ 17] .   Uni que   s y m b o l s   a r e   ut i l i z e i n   t h e   pa r a l le l   a dde r s c h e m a t i c   to  di s t i n gu i s h   b e t we e n   t w o   n o de   c a t e go r i e s .   A   s o l i d,   da r k - c o l o r e s qua r e   r e pr e s e n t s   th e   bl a c k - c o n n e c t e n o de ,   whi l e   a   s qua r e   f e a t ur i n a   c e n t r a l   do t   de n ot e s   t h e   gr a y - c o n ne c t e n o de .   I t   i s   f a s c in a t i n to  c o m pa r e   h o t hi s   a dde r   i s   i m p l e m e n t e us i n R C A   i n   F P G A   a s   a   qui c c a r r y   c ha i n ,   to ge t h e r   wi t h   s pa r s e   ko gge - s to n e   a n t r a di t i o n a l   ko gge - s to n e   a dde r s   [ 9] .           F i gur e   3.   S pa r s e   k o gge - s to n e   a dde r   [ 2 4]       3.   P ROP OS E D   AP P ROX I M AT E   P AR A L L E L   P RE F I AD DE RS   I n   a   P P A ,   gr o ups   o f   P Os   a r e   ut i li z e t o   c a l c u l a t e   pr e f i xe s .   A ppr o xim a t i o n s   we r e   e m p l o y e i t h e   r e a s o ni n o f   t h e   Ax P P A   c o n c e pt s   ( s e e   F i g ur e   4 ) A d j u s t i n t h e   n u m be r   o f   a ppr o xi m a t e   P Os   du r i n t h e   o u t l i ne   t i m e f r a m e   a l l o ws   f o r   a c hi e vi ng  t h e   de s i r e Ax P P A   pr e c i s i o n   l e v e l .   As   i ll us t r a t e d   i n   F i g u r e   4 ,   o ur   Ax P c o nn e c t s   pr e tr e a t m e n t   a n po s t - p r o c e s s i ng   us i n o nly   w i r e s   t o   de v e l o pr e f i c o m put i n g.   In   ( 3)   a n d   ( 4)   de s c r i b e   h o to  c o m put e   P Os   [ s h o wn   i n   F i g ur e   4 ( f ) ] ,   wh e r e a s   ( 7)   a n ( 8)   e x p l o r e   h o to   c o m put e   Ax P Os   [ s h o wn   i n   F i g ur e   4 ( h ) ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             I S S N :   2252 - 8776   I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l ,   Vo l .   14 ,   N o.   2 A ugus t   20 25 382 - 392   386   + 1   ( 7)     + 1   ( 8)     I n   t h e   pr e f i c a l c u l a t i o n   s t a ge ,   A x P P A   r e m o ve s   lo gi c   ga t e s .   T h e r e   a r e   n o   P P A   pr e f i c o m put a t i o n s   i o ur   t e c h ni que   b e c a us e   t h e   P i s   de s t r o y e dur i ng  t h e   pr e f i c o m put a t i o n   s t a ge .   A s   a   r e s u l t ,   t h e   t y pe   o f   P P A   de t e r m i ne s   t h e   or de r   i n   whi c h   e a c h   P a ppe a r s   i n   t h e   c o m put a t i o n   o f   t h e   P P A   pr e f i [ 20] .   F i gur e   4   s h o ws   a   ge n e r a l   16 - bi t   bi na r y   a ppr o xi m a t e   a dd i t i o n   f o r   de c i m a l   n u m be r s   33222 (1 0 )   a n 116254 (1 0 )   wi t h   = 16   bi t s .   T h e s e   = 16   bi t s   a r e   s p li t   i n to   t w o   pa r t s a n   e x a c t   8 - bi t   c o m po n e n   ( s e e   F i gur e s   4 ( a ) - 4 ( c ) )   a n a n   a ppr o xi m a t e   8 - bi t   c o m po n e n t   ( s e e   F i gur e s   4 ( b ) - ( d) ) .   B y   s u mm i ng  3 3222 (1 0 )   a n 116254 (1 0 ) ,   we   f o un t h a t h e   r e s u l t   i s   c l o s e   to  217142 ( 1 0 ) ,   a s   de m o ns t r a t e i n   t hi s   e x a m p l e .   F o r   th e   s a me   e x a m p l e   a s   i n   F i gur e   4 ( b ) ,   b u wi t h   = 8   bi t s ,   t h e   a ppr o xi m a t e   s um   i s   s h o wn   i n   F i gur e   4 ( d) .   T h r e e   s e c t i o ns   a r e   pr e s e n t e i n   F i gur e s   4 ( c ) - 4 ( d ) :   pr e pr o c e s s i n g,   a ppr o xi m a t e   pr e f i x   c a l c u l a t i o n ,   a n p o s t - pr o c e s s i n g.     As   s h o wn   i n   F i gur e s   4 ( b )   a n 4 ( c ) ,   pr e pr o c e s s i ng  r e l i e s   o n   a   s i n g l e   XO R   l o g i c   ga t e   f o r   i t s   c r i t i c a l   pa t h .     I s h o u l b e   n o t e t h a i n   t h e   a ppr o xim a t i o n   pr e f i x   c o m put a t i o n ,   t h e   o nly   c o nn e c t i o n s   m a de   a r e   t h r o ugh   w i r e s ,   a s   s h o wn   i n   F i gur e   4( h ) ,   whi c h   l i nks   t h e   ge n e r a t i o n   a n pr o pa ga t i o n   o f   t h e   pr e pr o c e s s i n s t e to  t h e   po s t - pr o c e s s i n s t e p.   On e   bi t   o f   c a r r y i ng  i s   ge n e r a t e d   by   t h e   a ppr o x i m a t e   pa r t   i n   F i gur e   4( d)   f o r   t h e   a c c ur a t e   pa r t.   T h e   Ax P P A   c a l c u l a t i o n   f o r   c a r r y i ng  i t h e   P P A   i s   s h o wn   i F i gur e   4( c )   by   t h e   da r y e ll o w - c o l o r e P Os .     I n   F i gur e   4( g) ,   t h e   c a r r y   o pe r a to r s   c r i t i c a l   pa t h   c o n s i s t s   o f   t w l o g i c   ga t e s a n   A ND   ga t e   a n a n   XO R   ga t e .   I n   t hi s   s t ud y ,   we   c o n s t r uc t e f o ur   di f f e r e n t   a r c hi t e c t ur e s   b a s e o n   Ax P s ugge s t i o ns   i n   f o ur   d i f f e r e n t   P P A s :   Ax P P A _ b r e n t - kun g ,   A x P P A _ l a d n e r - f i s c h e r ,   Ax P P A _ ko gge - s to n e ,   a n Ax P P A _ s p a r s e   ko gge - s to n e .           F i gur e   4.   E x a m p l e   o f   Ax P P A   l a d n e r - f i s c h e r   f o r   = 16   bi t s ;   ( a )   P P A   o pe r a t i o n   o n   M S B ,   = 8   bi t s ,     ( b )   Ax P P A   o pe r a t i o n   o n   L S B ,   = 8   bi t s ,   ( c )   a c c ur a t e   o u t pu ge n e r a t e by   l a d n e r - f i s c he r   a dde r   o n   M S B ,   = 8   bi t s ,   ( d)   a pp r o xi m a t e   o u t pu ge n e r a t e by   Ax P P A_ l a d n e r - f i s c h e r   a dde r   o n   L S B ,   = 8   bi t s ,     ( e )   p re - pr o c e s s i n s t e ps ,   ( f )   pr e f i x   o pe r a t i o n s   ( P Os ) ,   a n d   ( g)   C a r r y   ( h )   Ax P Os       4.   RE S UL T S   AN DI S CU S S I ON   T hi s   s e g m e n t   de s c r i b e s   t h e   s im u l a t i o n   o f   va r i o us   P P A s   a n Ax P P As   de s i g ns   us i ng  X il i nx  I S E   de s i g s u i t e   14. 7.   T h e   de s i g ns   we r e   i m p l e m e n t e i n   v e r il o a n s y n t h e s i z e t h r o ugh   X i li nx  V i va do .   F o r   a l l   a dde r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l     I S S N:   2252 - 8776       A impr ov e appr ox imate  par all e pr e f ix  adde r   f or   high  pe r f or manc e   c omputing    ( V ams idha r   A naga ni)   387   c o nf i gur a t i o ns ,   t h e   i n put s   c o n s i s t   o f   16 - bi t   un s i g n e bi na r y   n u m be r s   ( a   a n b )   a l o n w i t h   a   c a r r y   i n put   c in   T h e   c o r r e s p o n d i n o ut pu t s   i nc l ud e   t h e   S um   a n c a r r y   o ut pu c ou t .     4. 1 .     P P As   T h e   i n put s   a n c o r r e s po n d i n o ut pu t s   f o r   t h e   P P A - b a s e b r e n t - kun a dde r   [ 21] ,   k o gge - s to n e   a dde r   [ 22] ,   l a d n e r - f i s c h e r   a dde r   [ 23] ,   a n s pa r s e   ko gge - s to n e   a dde r   [ 24]   a r e   l i s t e i T a bl e   1,   a n t h e   s i m u l a t e d   wa v e f o r m s   a r e   s h o wn   i F i g ur e   5.   F i gur e   5( a )   de pi c t s   i n put s   a n o uput s   o f   t h e   b r e n t - kun PPA   [ 21]   f o r   16 - bi t   un s i g ne m a g ni t ude   o f   i nput s   a   a n b   ge n e r a t i n 16 - bi t   uns i g n e m a g ni t ude   o f   o u t pu t ,   s um .   S i m il a r ly ,     F i gur e s   5( b ) - 5( d)   s h o ws   t h e   i nput - o u t pu t   r e l a t i o n s   o f   ko gge - s to n e   [ 22] ,   l a d ne r - f i s c h e r   [ 23] ,   a n s pa r s e   ko gge - s to n e   [ 24]   P P A s   r e s pe c t i v e ly .   F r o m   T a bl e   1,   b r e n t - kun [ 21 ]   i s   a pp l i e w i t h   16 - bi t   un s i g n e m a g ni t ude   o f   i n put s   a   a n b   a s   16022 (1 0 )   a n 47123 ( 1 0 wi t h   c in = 0 ,   a n t h e   c or r e s po n d i ng  o u t pu t s   s um   o b t a i n e a s   63145 (1 0 )   wi t h   c ou t = 0 S i m il a r ly ,   wh e n   ko gge - s to n e   [ 22]   i s   a pp l i e w i t h   a   16 - bi t   un s i g n e m a g ni t ude   o f   i n put s   a   a n b   a s   62328 (1 0 )   a n 4745 (1 0 wi t h   c in = 1 ,   t h e   c o r r e s po n d i n o u t pu t   s um   6 7074 (1 0 )   wi t h   c ou t = 1   i s   o b t a i ne d.       T a bl e   1.   P P A s   i n put s   a n o u t pu t s   P P A s   I nput s   O ut put s   a   b   c in   S um   c o u t   B r e nt - k ung  [ 21]   16022 ( 1 0 )   47123 ( 1 0 )   0   63145 ( 1 0 )   0   K o gg e - s t o ne   [ 22]   62328 ( 1 0 )   4745 ( 1 0 )   1   67074 ( 1 0 )   1   L a dn e r - f is c h e r   [ 23]   16022 ( 1 0 )   47123 ( 1 0 )   0   63145 ( 1 0 )   1   S pa r s e  k o gge  s t o n e  [ 24]   10429 ( 1 0 )   22573 ( 1 0 )   1   33003 ( 1 0 )   0         ( a )       ( b )       ( c )       ( d)     F i gur e   5 .   P P A s   us i n 16 - bi t   u n s i g n e m a g ni t ude   of   i nput s   a   a n b   ge n e r a t i n 16 - b i t   uns i g n e m a g ni t ude   o f   o u t pu t :   s u m   ( a )   b r e n t - kun [ 21] ,   ( b )   k o gge - s to n e   [ 22] ,   ( c )   l a d n e r - f i s c he r   [ 23] ,   a n d   ( d)   s pa r s e   k o gge - s to n e   [ 24]     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             I S S N :   2252 - 8776   I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l ,   Vo l .   14 ,   N o.   2 A ugus t   20 25 382 - 392   388   W h e n   l a d n e r - f i s c h e r   [ 23]   i s   a pp li e w i t h   a   16 - bi t   un s i g ne m a g ni t ude   o f   i nput s   a   a n b   a s   16022 (1 0 )   a n 47123 (1 0 w i t h   c in = 0 ,   t h e   c o r r e s po n d i n o ut pu s um   63145 (1 0 )   wi t h   c ou t = 1   i s   o b t a i n e d.   W he n   s pa r s e   ko gge   s to n e   [ 24]   i s   a pp l i e w i t h   16 - bi t   uns i g n e m a g ni t ude   o f   i nput s   a   a n b   a s   10429 (1 0 )   a n 22573 (1 0 )   wi t h   c in = 1 ,   t h e   c o r r e s po n d i n o ut pu s um   67074 (1 0 )   wi t h   c ou t = 1   a r e   o b t a i n e d.   T h e   P P As   o u t pu t s   o b t a i ne a r e   e r r o r - f r e e   a n a r e   di f f e r e n t i a t e wi t h   r e s pe c t   to  a r e a   a n pr o pa ga t i o n   de l a y ,   whi c h   e xhi b i t   o v e r a l l   e f f e c i e n c o f   t h e   a dde r .   He r e ,   L U T   a r e   us e to  de f i ne   t h e   o v e r a l l   a r e a   o f   t h e   r e s pe c t i ve   a dde r s ,   a n a   s m a ll e r   de l a i nd i c a t e s   a   f a s t e r   a dd i t i o n .   T h e   P P As   pe r f o r m a n c e   m e t r i c s   a r e   pr e s e n t e i n   T a bl e   2.   T h e   a r e a   o c c up i e by  b r e n t - kun [ 21]   i s   24L UT   w i t h   a   de l a y   o f   4. 255n s k o gge - s to n e   [ 22]   a r e a   i s   48  L UT   w i t h   a   de l a y   o f   4. 489n s ,   l a d n e r - f i s c h e r   [ 23]   a r e a   i s   24  L UT   w i t h   a   de l a y   o f   4. 472n s ,   a n s pa r s e   ko gge - s to n e   [ 24]   a r e a   i s   42 L U T   wi t h   a   de l a y   o f   4. 713ns .   F r o m   t h e   o b t a i n e r e s u l t s ,   t h e   a r e a   a n de l a y   a r e   m uc h   l e s s   i n   t h e   b r e n t - kun a dde r   [ 21] ,   b ut  i c o m pa r i s o n   w i t h   t h e   t h r e e   a l t e r n a t i v e   a dde r s ,   t hi s   o n e   de m o n s t r a t e s   n ot a bl y   i nf e r i o r   pe r f o r m a n c e .   L a dn e r - f i s c h e r   [ 23]   i s   s m a ll e r   i n   a r e a   a n m o r e   a c c ur a t e   t h a n   t h e   o t h e r s ,   whi l e   t h e   f a s t e s t   P P A   i s   t h e   ko g ge - s to n e   [ 22] .   S pa r s e   ko gge - s to n e   [ 24]   i s   a   c o m pr o m i s e   i n   a r e a   c o m pa r e t l a d n e r - f i s c h e r   [ 23]   a n d   ko gge - s to n e   [ 24] ,   b ut   r e l i a bl e   i n   t e r m s   o f   de l a y   pe r f o r m a n c e .       T a bl e   2.   C o m pa r i s o n   o f   va r i o us   P P A s   P P A s   A r e a   D e la y  ( ns )   B r e nt - k ung a dd e r  [ 21 ]   24 L U T   4.255   K o gg e - s t o ne  a dd e r   [ 22]   48 L U T   4.489   L a dn e r - f is c h e r  a dd e r   [ 23]   24 L U T   4.472   S pa r s e   k o gge - s to n e  a dd e r   [ 24 ]   42 L U T   4.713       4. 2.     P r op os e d   A x P P As   T a bl e   pr e s e n t s   t h e   i n put s   a n c o r r e s po n d i n o u t pu t s   f o r   v a r i o us   a dde r   t y pe s   ut i l i z i ng  Ax P P A ,   i nc l ud i ng  b r e n t - kun g,   ko gge - s to n e ,   l a d n e r - f i s c he r ,   a n s pa r s e   ko gge - s to n e   a dde r s .   T h e   s i m u l a t e wa v e f o r m s   f o r   t h e s e   a dde r s   a r e   il l us t r a t e i n   F i gur e   6.   F i gur e   6( a )   de pi c t s   i n put s   a n o uput s   o f   t h e   b r e n t - kun Ax P P A   f o r   16 - bi t   un s i g n e m a g ni t ude   o f   i n put s   a   a n b   ge n e r a t i n 16 - bi t   un s i g n e m a g ni t ude   o f   o u t pu t,   s um .   S i m il a r ly ,   F i gur e s   6( b ) - 5( d)   s h o ws   t h e   i n put - o u t pu r e l a t i o n s   o f   ko gge - s to n e ,   l a d ne r - f i s c h e r ,   a n s pa r s e   kogge - s to n e   Ax P P A s   r e s pe c t i v e ly .   F r o m   T a bl e   3,   Ax P P A _ b r e n t - kun i s   a pp li e w i t a   16 - bi t   un s i g n e m a g ni t ude   o f   i nput s   a   a n b   a s   63461 (1 0 )   a n 29303 (1 0 r e s pe c t i ve l y   w i t h   c in = 0 ,   a n t h e   c o r r e s po n d i n o u t pu t   s um   o b t a i n e a s   97150 (1 0 )   i ns t e a o f   92764 (1 0 )   wi t h   a n   e r r o r   c o un t   o f   4.   S i mi l a r ly ,   w h e n   Ax P P A _ko gge - s to n e   i s   a pp li e w i t h   a   16 - bi t   un s i g ne m a g ni t ude   o f   i n put s   a   a n b   a s   64905 ( 1 0 )   a n 30743 ( 1 0 )   w i t h   c in = 1 ,   t h e   c o r r e s po n d i n o u t pu s um   i s   94208 (1 0 )   i n s t e a o f   95648 (1 0 )   pr o duc i n a n   e r r or   c o un t   o f   2;   w h e n   Ax P P A _ l a d n e r - f i s c h e r   i s   a pp l ied  w i t 16 - bi t   un s i g n e m a g ni t ude   o f   i n put s   a   a n b   a s   64905 ( 1 0 )   a n 30743 (1 0 wi t h   c in = 1 ,   t h e   c or r e s po n d i ng    o u t pu s u m   i s   93521 (1 0 )   i n s t e a o f   95648 (1 0 )   p r o du c i n a n   e r r or   c o un t   o f   3 W h e n   Ax P P A   s pa r s e   ko gge - s to n e   i s   a pp l i e w i t h   a   16 - b i t   un s i g n e m a g ni t ude   o f   i n put s   a   a n b   a s   31464 ( 1 0 )   a n 20165 ( 1 0 )   r e s pe c t i v e ly ,     w i t h   c in = 1 ,   t h e   c or r e s po n di n o ut pu t   s um   i s   51957 (1 0 )   i ns t e a o f   51629 (1 0 )   wi t h   a n   e r r or   c o un t   o f   i s   o b t a i n e d.   T a bl e   s h o ws   t h e   v a r i o us   Ax P P As   a n c o m p a r e s   t h e m   w i t h   r e s pe c to   a r e a   o c c upi e d ,   de l a y   t i m e a n pe r f o r m a n c e .   T h e   a r e a   o c c upi e by   AxPP A _ b r e n t - kun i s   23L UT   w i t h   a   de l a y   o f   2. 220n s Ax P P A _ko gge - s to n e   a r e a   i s   30  L UT   w i t h   a   de l a o f   3. 097n s ,   Ax P P A _ l a d n e r - f i s c h e r   a r e a   i s   22  L U T   wi t h   a   de l a y   o f   2. 503ns ,   a n t h e   Ax P P A _ s pa r s e   ko gge - s to n e   a r e a   i s   30  L UT   wi t h   a   de l a y   o f   2. 501ns .   C o m p a r i n a l Ax P P A s ,   t h e   A x P P A _ko gge - s to n e   a dde r   ge n e r a t e s   a   hi g h   a r e a   a n de l a y .   T h e   Ax P P A _s pa r s e   ko g ge - s to n e   a dde r   a c hi e v e s   l e s s   de l a y   e v e n   w i t h   a n   a r e a   o f   30  L UT ,   t h us   e xhi b i t i n l o po we r   di s s i pa t i o n .   L i ke w i s e ,   t h e   Ax P P A _ko gge   s to n e   a dde r   o c c upi e s   a   s u bs t a n t i a l   a r e a   a n e xhi b i t s   hi g h   l a t e n c y ,   y e t   i t   de m o ns t r a t e s   s upe r i o r   s pe e i n   c o m pa r i s o n   t o   ot h e r   A x P P A   a dde r s .   I i s   a l s o   c l e a r   f r o m   T a bl e   t h a t   t h e   a r e a   a n de l a y   o f   t h e   Ax P P A _ l a d n e r - f i s he r   a dde r   a r e   v e r y   s m a ll ,   a n i t s   pe r f o r m a n c e   i s   a l s o   v e r y   l o wh e n   c o m pa r e to  th e   ot h e r   Ax P P A   a dde r s .   B y   r e duc i ng  t h e   n u m be r   o f   pr e f i s t a ge s ,   a   n e Ax P P A _s p a r s e   ko gge - s to n e   a dde r   i s   de s i g n e d,   whi c h   c o n s u m e s   l e s s   a r e a   w i t h   a   f a s t e r   a dd i t i o n   pe r f o r m a nc e .       T a bl e   3 .   A x P P As   i n put s   a n o u t pu t s   A x P P A s   I nput s   O ut put   E r r o r   c o unt   a   b   c in   S um   A x P P A _b r e nt - kung   63461 ( 1 0 )   29303   ( 1 0 )   0   971 50 ( 1 0 )   4   A x P P A _k o gg e - s t o n e   64905 ( 1 0 )   30743 ( 1 0 )   1   94208 ( 1 0 )   2   A x P P A _l a dn e r - f is c h e r   64905 ( 1 0 )   30743 ( 1 0 )   1   93521 ( 1 0 )   3   A x P P A _s pa r s e  k o gg e - s t o n e   31464 ( 1 0 )   20165 ( 1 0 )   0   51957 ( 1 0 )   1   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l     I S S N:   2252 - 8776       A impr ov e appr ox imate  par all e pr e f ix  adde r   f or   high  pe r f or manc e   c omputing    ( V ams idha r   A naga ni)   389     ( a )       ( b )       ( c )       ( d)     F i gur e   6.   A x P P A s   us i ng  16 - bi t   u n s i g n e v a l ue s   o f   i nput s   a   a n b   ge n e r a t i n 16 - bi t   uns i g ne m a g ni t u de   o f   o u t pu t,   s um ;   ( a )   Ax P P A   b r e n t - kun g ,   ( b )   A x P P A   ko gge - s to n e ,   ( c )   A x P P A   l a d n e r - f i s c he r ,   a n   ( d)   A x P P A _ s pa r s e   ko gge - s to n e       T a bl e   4 .   C o m pa r i s o n   o f   Ax P P As   A x P P A s   A r e a   D e la y  ( ns )   A x P P A _ b r e nt - kung   23  L U T   2.220   A x P P A _ k o gg e - s t o n e   30 L U T   3.097   A x P P A _l a dn e r - f is c h e r   22 L U T   2.503   A x P P A _ s pa r s e  k o gg e - s t o n e   30 L U T   2.501       4. 3   Dis c u s s ion   C o m pa r i ng  P P A   a n Ax P P A s   r e ve a l s   s i g ni f i c a n t   r e duc t i o n s   i n   a r e a   a n de l a y   f o r   Ax P P A s .     F o r   i n s t a n c e ,   Ax P P A _ b r e n t - kun ha s   a n   a r e a   o f   23L UT   a n a   de l a y   o f   2. 220n s ,   c o m pa r e to   P P A s   24L UT   a n 4. 255 n s   [ 21] .   Ho we v e r ,   Ax P P As   i nc ur   e r r or s .   S i m il a r ly ,   Ax P P A _ ko gge - s to n e   s h o ws   a n   a r e a   o f   30L UT   a n a   de l a y   o f   3. 092ns ,   m uc h   l o we r   t h a n   P P A s   48L UT   a n 4. 489ns   [ 22] .   F or   A x P P A _ l a d n e r - f i s c he r   v e r s u s   PPA - ba s e d   l a d n e r - f i s c h e r   [ 23] ,   b ot h   a r e a   a n de la y   a r e   s i g nif i c a n t l y   r e duc e d.   T h e s e   c o m pa r i s o n s   hi g hli g h t   t h o s e   a ppr o xi m a t i o ns   i n   Ax P P As   s u b s t a n t i a ll de c r e a s e   a r e a   a n pr o pa ga t i o n   de l a y .   Ax P P As   e xhi bi t   s i g nif i c a n t   r e dun da n c y   i de l a y   b ut   i n t r o duc e   e r r or s   due   to   r a pi c o m put a t i o n .   B ot h   m i n im a l   de l a y   a n e r r o r   s h o u l b e   c o n s i de r e b e f o r e   a s s e r t i n t h e   s upe r i o r i t y   o f   a n   Ax P P A .   Ax P P A _ s pa r s e   ko gge - s to n e   o u tper f o r m s   ot h e r   Ax P P As   i n   de l a y ,   a c hi e vi ng  a   m i n im u m   o f   2. 501n s   w i t h   30  L UT s   ( s e e   T a bl e   3 ) ,   a n h a s   t h e   l o we s t   e r r o r   c o un t   o f   1.   T hi s   hi g hli g h t s   t h e   s upe r i o r   pe r f o r m a nc e   o f   Ax P P A s ,   pa r t i c u l a r ly   Ax P P A _ s pa r s e   ko gge - s to n e ,   c o m pa r e to   ot h e r   v a r i a n t s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             I S S N :   2252 - 8776   I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l ,   Vo l .   14 ,   N o.   2 A ugus t   20 25 382 - 392   390   5.   CONC L USI ON   T hi s   s t ud y   pr o p o s e s   a n   im pr o v e P P A   de s i g n   us i n a ppr o xim a t e   a r c hi t e c t ur e s .   A n   e s t a bl i s he d   a ppr o xi m a t i o n   a ppr o a c h   c a l c u l a t e s   t h e   P f o r   t h e   pr e f i c o n t e n t i o n   p h a s e .   W e   e v a l ua t e t h e   Ax P P c o n c e pt  f o r   s pe c i f i c   c a s e s   us i ng  b e n t - kun g,   ko gge - s to n e ,   l a d n e r - f i s c he r ,   a n s pa r s e   ko gge - s to n e   w i t h   a pp li c a t i o n - s pe c i f i c   e v a l ua t i o ns .   Our   A x P P A   t e c h ni que   o ut pe r f o r m e i n t e gr a t e A xA   r e ga r d i n s y n t h e s i s   r e s u l t   s a vi ngs .   Ax P P A   m e e t s   hi g h - qua li t y   s t a n da r ds   a n o f f e r s   a   hi g h e r   a ppr o xi m a t i o n   l e v e l .   Ax P P A _ s pa r s e   ko gge - s to n e   de m o ns t r a t e s upe r i o r   p o we r - de l a y   pe r f o r m a n c e   c o m p a r e to   ot h e r   A x P P A   de s i g ns .   T hi s   i s   c r uc i a l   f o r   a pp l i c a t i o ns   l i ke   hi g h - pr e c i s i o n   a r i t hm e t i c   a n c r y pt o g r a phy ,   w hi c h   o f t e n   i nv o l v e   a dd i ng  n u m be r s   o n   a   1, 000 - bi t   s c a l e .   T h e   n e x t   ge n e r a t i o n   o f   F P G A   a r c hi t e c t ur e s   m u s t   i n c o r por a t e   a n   i m pr o v e c a r r y   pa t h   to  e n a bl e   t r e e - b a s e a dde r   i m p l e m e n t a t i o n s .   T hi s   e nh a n c e m e n t   i s   vi t a l   f o r   o p t i m i z i ng  c y c l e   t i m e   a n r e duc i n g   po we r   c o n s u m pt i o n   i n   a pp li c a t i o ns   s uc h   a s   d i g i t a l   s i g na l   pr o c e s s i ng  a n c r y pt o gr a phy .   T h e r e f o r e ,   A xP P A   a r e   o p t i m a l   f o r   m a ny   t i m e - s e n s i t i ve   a pp li c a t i o n s .       F UN DI NG  I N F ORM AT I ON   A ut h o r s   s t a t e   n f u n d i ng  i nv o l v e d.       AU T HO CONT RI B UT I ONS   S T AT E M E NT     Nam e   of   Aut h or   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Va m s i d h a r   An a ga ni                               K a s i   Ge e t h a nj a li                               An u s h a   Go r a n t l a                               Ann a m r e dd y   De vi                                 C     C o n c e pt ua li z a ti o n   M     M e th o d o l o g y   So     So f twa r e   Va     Va li da ti o n   Fo     Fo r ma a na l y s is   I     I nve s ti ga ti o n   R     R e s o u r c e s   D   :   D a ta  C ur a ti o n   O   :   W r it in -   O r ig in a D r a f t   E   :   W r it in -   R e v i e w  &   E di ti ng   Vi     Vi s ua li z a ti o n   Su     Su pe r v is io n   P     P r o j e c a dmi ni s tr a ti o n   Fu     Fu ndi ng a c qui s it i o n         CONF L I CT   OF   I NT E RE S T   S T AT E M E NT   A ut h o r s   s t a t e   n c o nf li c t   o f   i n t e r e s t .       DA T AV AI L AB I L I T Y   Da t a   a v a i l a bil i t y   i s   n o a ppl i c a bl e   to   t hi s   pa pe r   a s   n o   n e da t a   we r e   c r e a t e or   a n a l y z e i n   t hi s   s t udy .       RE F E R E NC E S   [ 1]   A A hi la n,  A A . R a j,   A G o r a nt la R J o th in M S hunmuga th a mm a l,   a nd  G A S a f da r D e s ig of   e ne r g y - e f f ic i e nt   a ppr ox i ma te   a r it hme ti c   c ir c ui ts   f o r   e r r o r   t o l e r a nt   m e di c a im a ge   pr oc e s s in a ppl i c a ti o ns ,”   in   L e c tu r e   N ot e s   in   E le c t r ic al   E ngi ne e r in g   vo l.  1116, 2024, pp. 679 692.   [ 2]   P T .   L P e r e ir a   e al . ,   E n e r g y - qua li t y   s c a la bl e   d e s ig s pa c e   e x p l o r a ti o of   a ppr ox im a t e   F F T   ha r dw a r e   a r c hi t e c tu r e s ,”     I E E E   T r ans ac ti ons   on  C i r c ui ts   and   Sy s te m s   I :   R e gul ar   P ape r s v ol 6 9,  no 11,  pp.  4524 4534,  N ov 2 022,     do i:  10.1109/ T C S I .2022.3191180.   [ 3]   G P a im H A mr o u c h,  E A C da   C o s ta S B a mpi a nd  J H e nke l,   B r id gi ng  th e   ga be twe e vo l ta ge   ov e r - s c a li ng  a nd  jo in t   ha r dw a r e   a c c e le r a to r - a lg o r i th c l o s e d - l oo p,”   I E E E   T r ans ac ti o ns   on  C ir c ui ts   and  Sy s te m s   f or   V id e o   T e c hnol ogy v o l.   32,  no.  1,   pp. 398 410, J a n. 2022, do i:  10.1109/ T C S V T .2021.3059229.   [ 4]   Z G .   T a s o ul a s G Z e r v a ki s I .   A na gno s t o p o ul o s H A mr ouc h,  a nd  J H e nk e l,   W e ig ht - o r i e nt e a ppr ox im a ti o n   f o r   e n e r g y - e f f ic i e nt   n e ur a n e tw o r in f e r e n c e   a c c e l e r a t or s ,”   I E E E   T r ans a c ti ons   on  C ir c ui ts   and  S y s te m s   I :   R e gul ar   P ape r s v o l.   67,  n o .   12,   pp. 4670 4683, De c . 2020, d oi 10.1109/ T C S I .2020.3019460.   [ 5]   K M R e dd y M H V a s a nt ha Y B N K uma r a nd  D .   D w iv e di D e s ig o f   a ppr ox i ma te   b oo th   s qua r e r   f or   e r r o r - t o l e r a nt   c o mpu ti ng,”   I E E E   T r ans ac ti ons   on   V e r y   L ar ge   S c al e   I nt e g r at io ( V L SI )   Sy s te m s v o l.   28,  no 5,  pp.  1230 1241,  M a y   2020,    do i:  10.1109/ T V L S I .2020.2976131.   [ 6]   M . M . A . D a  R o s a   e al ., A x R S U a ppr ox im a t e  r a di x - 4 s qua r e r   un it ,”  i P r oc e e di ngs   -   I E E E  I nt e r nat io nal  Sy m pos iu m  on C ir c ui ts   and Sy s te m s M a y  2022,  vo l.  2022 - M a y , pp. 1655 1659, d o i:  1 0.1109/I S C A S 48785.2022.9937770.   [ 7]   W L iu ,   J X u,  D W a ng,  C W a ng,  P M o nt us c hi a nd  F .   L o mba r di D e s ig a nd  e v a lu a ti o of   a ppr ox im a t e   l o ga r i th mi c   mul ti pl ie r s   f or   lo w   p o w e r   e r r o r - t o l e r a nt   a ppl ic a ti o ns ,”   I E E E   T r ans ac ti ons   on   C ir c ui ts   and  S y s te m s   I :   R e gul ar   P ape r s v o l.   65,     no . 9, pp. 2856 2868, S e p. 2018, d o i:  10.1109/ T C S I .2018.2792 902.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l     I S S N:   2252 - 8776       A impr ov e appr ox imate  par all e pr e f ix  adde r   f or   high  pe r f or manc e   c omputing    ( V ams idha r   A naga ni)   391   [ 8]   D E s po s it o A G M S tr o ll o E N a p o li D D e   C a r o a nd   N P e t r a A ppr ox im a t e   mul ti pl i e r s   ba s e o n e w   a ppr ox i ma te   c o mpr e s s o r s ,”   I E E E   T r ans ac ti ons   on  C i r c ui ts   and   Sy s te m s   I :   R e gul ar   P ape r s vo l.   65,  no 12,  pp.  4169 4182,  D e c 20 18,     do i:  10.1109/ T C S I .2018.2839266.   [ 9]   A G M S t r o ll o E N a p o li D D e   C a r o N P e t r a a nd  G D I   M e o ,   C o mpa r is o a nd  e x t e ns io n   of   a ppr oxi ma te   4 - c o mpr e s s o r s   f or   l o w - p o w e r   a ppr ox im a te   mul ti pl i e r s ,”   I E E E   T r ans ac ti ons   on  C i r c ui ts   and  S y s te m s   I :   R e gul ar   P ape r s v o l.   67,  n o.  9,     pp. 3021 3034, S e p. 2020, d o i:  10.1109/ T C S I .2020.2988353.   [ 10]   N A r y a M P a tt a na ik a nd  G K S ha r ma E ne r g y - e f f i c i e nt   lo ga r it hmi c   s qua r e   r oo t e r   f o r   e r r o r - r e s il ie n a pp li c a ti o ns ,”   I E E E   T r ans ac ti ons   on  V e r y   L a r ge   Sc al e   I nt e gr at io ( V L SI )   Sy s te m s v o l.   29,  n o 11,  pp.  1994 1997,  N ov 2 021,    do i 10.1109/ T V L S I .2021.3114616.   [ 11]   G P a im P M a r qu e s E C o s ta S A lm e id a a nd  S B a mpi I mpr ove g o ld s c hmi dt   a lg o r it hm  f or   f a s a nd  e n e r g y - e f f i c i e nt   f i xe d - po in d i v id e r ,”   in   I C E C 2017  -   24 th   I E E E   I nt e r nat io nal   C onf e r e nc e   on  E le c tr oni c s C ir c ui ts   and  Sy s te m s D e c 2 017,     vo l.  2018 - J a nua r y , pp. 482 485, d o i:  10.1109/I C E C S .2017.829 2070.   [ 12]   C H P K uma r   a nd  K S i v a ni I mpl e me nt a ti o of   e f f i c i e nt   pa r a ll e pr e f i x   a dd e r s   f o r   r e s id u e   numb e r   s y s t e m,”   I nt e r nat i onal   J our nal  of   C om put in g and Digit al  Sy s te m s ,   v o l.  4, n o . 4, pp. 29 5 300, Oc t.  2015, d o i:  10.12785/I J C D S /0 40409.   [ 13]   J L e e H S e o H S e o k,   a nd  Y K im A   n ove a ppr ox im a t e   a dde r   d e s ig us in e r r o r   r e duc e c a r r y   pr e di c ti o a nd  c o ns ta nt   tr unc a ti o n,”   I E E E  A c c e s s , v o l.  9, pp. 119939 119953, 2021, d oi 10.1109/AC C E S S .2021.3108443.   [ 14]   K L T s a i,   Y J C ha ng,  C H W a ng,  a nd  C T C hi a ng,   A c c u r a c y - c o n f ig ur a bl e   r a di x - 4   a dde r   w it a   d y na mi c   o ut put   mo di f ic a ti o s c h e m e ,”   I E E E   T r ans ac ti ons   on  C ir c ui t s   and  S y s t e m s   I :   R e gul ar   P ape r s v o l.   68,  n o 8,  pp.  332 8 3336,  A ug.   20 21,  do i:  10.1109/ T C S I .2021.3085572.   [ 15]   N .   Z h u,   W .   L .   G o h,  G W a n g,   a n d   K .   S .   Y e o E nh a nc e d   lo w - po w e r   hi gh - s pe e a dde r   f o r   e r r o r - to le r a nt   a p pl ic a t io n,   i n   20 1 I nt e r n at io nal   S o C   D e s ig C on fe r e nc e , I SO C C ,   N o v . 2 01 0,  p p.  3 23 32 7,   do i:  1 0. 11 0 9 /S O C D C . 20 10 .5 68 29 05 .   [ 16]   V P udi K S r id ha r a n,  a nd  F L o mba r di M a jo r it lo gi c   f or mul a ti o ns   f or   pa r a ll e a dde r   de s ig ns   a r e duc e   de la y   a nd  c ir c ui c o mpl e x it y ,”   I E E E   T r ans ac ti ons   on  C om put e r s v o l.   66,  no 10,  pp.  1824 1830,  O c t.   2017,  do i:   10.1109/ T C .2017.2696524.   [ 17]   Y M a S R oy J M ia o J C he n,  a nd  B Y u,  C r o s s - la y e r   o p t im iz a ti o f or   hi gh  s pe e a dde r s a   pa r e t o   dr i ve ma c hi n e   l e a r ni ng   a ppr o a c h,”   I E E E   T r ans ac ti ons   on  C om put e r - A id e D e s ig of   I nt e gr at e C ir c ui ts   and  Sy s te m s v o l.   38,  n o 12,  pp.   2298 23 11,   D e c . 2019, d oi 10.1109/ T C A D .2018.2878129.   [ 18]   T D E n e   a nd  J E S ti n e A   c o mpr e h e ns i v e   e x pl o r a ti o of   th e   pa r a ll e pr e f i x   a dde r   tr e e   s p a c e ,”   in   P r oc e e di ngs   -   I E E E   I nt e r nat io nal   C onf e r e nc e   on  C om put e r   D e s ig n:   V L SI   in   C om put e r s   and  P r oc e s s or s O c t.   2021,  vo l.   2021 - O c t o b e r pp.  125 129,  do i:  10.1109/ I C C D 53106.2021.00030.   [ 19]   R R oy   e al . P r e f i x R L o pt im i z a ti o of   pa r a ll e pr e f i x   c i r c ui ts   us in de e r e in f o r c e m e nt   l e a r ni ng,”   in   P r oc e e di ngs   -   D e s ig A ut om at io n C onf e r e n c e , D e c . 2021, vol. 2021 - D e c e mb e r , pp. 8 53 858, do i:  10.1109/DAC 18074.2021.9586094.   [ 20]   M M E A D a   R o s a G P a im P U L .   D a   C o s ta E .   A C D a   C o s ta R I S o a r e s a nd  S .   B a mpi ,   A x P P A a ppr ox im a t e   pa r a ll e l   pr e f i x   a dde r s ,”   I E E E   T r ans ac ti ons   on  V e r y   L a r ge   Sc al e   I nt e gr at io ( V L SI )   Sy s te m s vo l.   31,  n o 1,  pp.  17 28,  J a n.  2023,    do i:  10.1109/ T V L S I .2022.3218021.   [ 21]   R P B r e nt   a nd  H .   T K ung,   A   r e gul a r   la y out   f or   pa r a ll e a d de r s ,”   I E E E   T r ans ac ti ons   on  C om put e r s v o l.   C 31,  n o.  3,    pp. 260 264, M a r . 1982, do i:  10.1109/ T C .1982 .1675982.   [ 22]   H S S t o n e A   pa r a ll e l   a lg o r it hm   f o r   th e   e f f i c i e nt   s o lu ti o n   of   a   g e ne r a c la s s   of   r e c ur r e n c e   e qua ti o ns ,”   I E E E   T r ans ac ti ons   on  C om put e r s , v o l.  C 22, no . 8, pp. 786 793, Aug. 1973, d o i:  10. 1109/ T C .1973.5009159.   [ 23]   R E L a dne r   a nd  M J F i s c h e r ,   P a r a ll e l   pr e f i x   c o mput a ti o n,”   J our nal   of   th e   A C M   ( J A C M ) vo l.   27,   n o 4,  pp.  831 838,  19 80,  do i:  10.1145/322217.32 2232.   [ 24]   S G h o s h,  P N da i,   a nd  K R oy A   n ove l o w   ove r h e a f a ul t ol e r a n k o gg e - s t o n e   a dd e r   us in a da pt iv e   c l o c k in g,”   in   P r oc e e di ngs   of  t he  c on f e r e nc e  on De s ig n, automati on and te s in  E ur ope , M a r . 2008, pp. 366 371, do i:  10.1145/1403375.1 403462.   [ 25]   B S il ve ir a   e al . P o w e r - e f f i c ie n s um  of   a bs o lu t e   di f f e r e n c e s   ha r dw a r e   a r c hi t e c tu r e   us in a dde r   c o mpr e s s o r s   f o r   in t e g e r   m ot io e s t im a ti o de s ig n,”   I E E E   T r ans ac ti ons   on  C ir c ui ts   and  Sy s te m s   I :   R e gul ar   P ape r s v o l.   64,  no 12,  pp.  3126 3137,  D e c 2017,  do i:  10.1109/ T C S I .2017.2728802.   [ 26]   H J ia ng,  L L iu P .   P J o nke r D G E ll i o tt F L o mba r d i,   a n J H a n,  A   hi gh - p e r f or ma nc e   a nd  e n e r g y - e f f i c i e nt   F I R   a da pt iv e   f i lt e r   us in a ppr ox i ma te   di s tr ib ut e a r it hm e ti c   c ir c ui ts ,”   I E E E   T r ans ac ti ons   on  C ir c ui ts   and   Sy s te m s   I :   R e gul ar   P ape r s v ol 66,   no . 1, pp. 313 326, J a n. 2019, do i 10.1109/ T C S I .2018.285651 3.   [ 27]   P . M ut hukuma r , P . S L K a nt ha n T B I m ma nue l,  a nd  K . E s w a r a moo r th y , “ F P G A   pe r f o r ma n c e   o pt im i z a ti o n pl a f o r  h ig h p ow e r   c o n ve r s i o n,”  i C om m uni c at io ns  i n C om put e r  and I n f or m at io n Sc ie nc e , v o l.  837, 2018, pp. 491 502.   [ 28]   D E s po s it o D D e   C a r o a nd  A G .   M S tr o ll o V a r ia bl e   la te n c y   s pe c ul a ti ve   pa r a ll e pr e f i a dde r s   f or   uns ig ne a nd  s ig ne o p e r a nds ,”   I E E E   T r ans ac ti ons   on  C i r c ui ts   and  S y s te m s   I :   R e gul ar   P ape r s vo l.   63,  n o 8,  pp.  1200 1209,  A ug.  2016,     do i:  10.1109/ T C S I .2016.2564699.   [ 29]   S R oy ,   M C ho udhu r y R P u r i,   a nd  D .   Z P a n,  T o w a r ds   o pt im a pe r f o r ma n c e - a r e a   tr a d e - of f   in   a dde r s   b y   s y nt h e s is   of   pa r a ll e pr e f i x   s tr uc tu r e s ,”   I E E E   T r ans ac ti ons   on  C om put e r - A id e D e s ig of   I nt e gr at e C ir c ui t s   and  Sy s te m s v ol 33,  n o .   10,     pp. 1517 1530, 2014, do i:  10.1109/ T C A D .2014.2341926.   [ 30]   S D a phni   a nd  K S V G r a c e A   r e v i e w   a na l y s is   of   pa r a ll e p r e f i x   a dde r s   f o r   b e tt e r   p e r f or mn c e   in   V L S I   a ppl i c a ti o ns ,”   in   I E E E   I nt e r nat io nal   C onf e r e nc e   on  C ir c ui ts   and  Sy s te m s I C C 2017 D e c 2017,  vol 20 18 - J a nua r y pp.   103 106,     do i:  10.1109/ I C C S 1.2017.8325971.   [ 31]   K V it o r o ul is   a nd  A J A l - K ha li li P e r f o r ma n c e   of   pa r a ll e p r e f i x   a dde r s   im pl e m e nt e w it F P G A   te c hn o l o g y ,”   in   2007  I E E E   N or th - E as W or k s hop on C ir c ui ts  and Sy s te m s N E W C A S 2007 ,  A ug. 2007,  pp. 498 501, do i:  10.1109/N E W C A S .2007.4487969.   [ 32]   D . H . K . H oe C M a r ti ne z , a nd  S J . V un d a v a l li , “ D e s i gn  a nd c ha r a c te r iz a ti o n o f  pa r a ll e pr e f ix  a d de r s  u s in g F P G A s ,  i P r o c e e di ng s   o th e  A n nu al   So ut h e a s t e r Sy m p o s i um  o S y s t e m  T he o r y ,  M a r 20 1 1,  p p.  1 68 1 72 do i:   10 .1 10 9/ S S S T .2 01 1. 57 53 80 0.   [ 33]   N . E . H . W e s te  a nd D . M H a r r is , “ C M O S  V L S I   d e s ig n:  a  c ir c u it s  a nd s y s t e ms  pe r s p e c ti v e ,”   J our nal  of  C he m ic al  I nf o r m at io and  M ode li ng , vo l.  53, n o . 9, pp. 1689 1699, 2013.   [ 34]   T G upt a G V e r ma a nd  S A kht e r ,   F P G A   im pl e m e nt a ti o a nd  pe r f o r ma n c e   a na l y s is   of   pa r a ll e p r e f i x   s tr uc tu r e s   f or   m o d ul a r   a dde r s   de s ig n,”   C ir c ui ts S y s te m s and  Si gnal   P r oc e s s in g v o l 44,  no 2,  pp.  992 1016,  F e b.  2024,  do i:   10.1007/s 00034 - 0 24 - 02857 - 1.   [ 35]   S . H P r a ka s h a nd V B a la mur ug a n, “ D e s ig n a nd i mpl e m e nt a ti on o f   f a s r a di x - 2  a nd r a d ix - 4  A C S U  w it h di f f e r e nt  a dde r s  i v it e r bi   de c o de r ,”   in   P r oc e e di ngs   o f   2016  O nl in e   I nt e r nat io nal   C on fe r e nc e   on  G r e e E ngi ne e r in and   T e c hnol ogi e s I C - G E T   20 16   N ov . 2017, pp. 1 4, d o i:  10.1109/ G E T .2016 .7916801.   [ 36]   A . R a ju , R . P a tn a ik , R . K . B a bu, a nd P .  M a ha to , “ P a r a ll e pr e f i x  a dd e r s - A   c o mpa r a ti ve  s tu d y   f o r   f a s te s r e s po ns e ,”  i P r oc e e di ngs   of   th e   I nt e r nat io nal   C on f e r e nc e   on  C om m uni c at io an E le c tr oni c s   Sy s te m s I C C E 2016 O c t.   2016,  pp.  1 6,     do i:   10.1109/C E S Y S .2016.7889974.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.