KR20230160582A - Radix-2 booth 정밀도 가변 곱셈 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선택된 모드에 따라 곱셈 방법을 달리하여 동작하는 하드웨어이다.
기존 곱셈기는 많은 연산을 수행하는 시스템에서 속도 면에서 문제점이 야기된다. 제안된 곱셈기는 16비트와 8비트 두 가지 정밀도중 선택할 수 있다. 8비트로 동작할 때는 동시에 2개의 곱셈 연산이 가능하여 처리 시간을 단축시킬 수 있다.

Description

Radix-2 booth 정밀도 가변 곱셈 시스템{Radix-2 booth precision variable multiplication system}

하드웨어에서 곱셈 연산을 처리하는데 있어서 선택된 모드에 따라 곱셈 방법을 달리하여 동작하는 시스템

Radix-2 booth's algorithm은 같은 입력 데이터를 받았을 때 기본적인 곱셈 연산방법인 add-shift에 비해 연산 시간이 단축된다.

Booth,Andrew Donald "A signed Binary Multiplication Technique", Oxford University Press,pp. 100-104,2018

기존 곱셈기는 많은 연산을 수행하는 시스템에서 속도 면에서 문제점이 야기된다. 또한, 두 가지의 곱셈기를 사용하면 전력소모량이 증가한다.

두 가지의 곱셈기를 사용하기보다는 한 개의 곱셈기를 사용하여 두 가지의 정밀도중 하나를 선택해 두 개의 곱셈기를 사용한 효과를 내고자 한다.

발명된 곱셈기 시스템은 16비트와 8비트 두 가지 정밀도중 선택할 수 있다. 8비트로 동작할 때는 동시에 2개의 곱셈 연산이 가능하여 처리 시간을 단축시킬 수 있다.

도 1은 발명된 곱셈기 시스템의 hardware 블록도이다.

발명된 곱셈기 시스템에서는 16비트와 8비트 두 가지 정밀도를 지원한다. 입력 신호 sel_mode에 따라 비트 수가 결정될 수 있다. 첫 번째 방식은 sel_mode가 0일 때, 16비트 입력 데이터에 대한 곱셈기로 동작한다. 16 비트 피승수(multiplicand)와 승수(multiplier)를 각각 상위 8비트와 하위 8비트로 구분하며, 두 수의 곱셈이 진행된다.

입력 신호 sel_mode가 1일 때는 2개의 8비트 곱셈기로 동작한다. 입력은 16비트 모드일 때와 동일하게 16 비트 피승수(multiplicand)와 승수(multiplier)를 각각 상위 8비트와 하위 8비트로 구분한다. 이는 8비트 입력 데이터 2개가 16비트 입력을 통하여 전달된 것으로, 각각의 상위 8비트와 하위8비트끼리의 곱셈을 진행한다. 상위 8비트끼리의 곱셈결과 16비트와 하위 8비트끼리의 곱셈결과 16비트가 출력32비트에 상위 16비트와 하위 16비트에 대응하여 값이 출력된다.

계층별로 정밀도가 다른 CNN 가속기에서 효율적으로 적용될 것으로 기대된다.

100 - 하드웨어 구조
101 - 부스 곱셈기
102 - 덧셈기
103 - 멀티플렉서

Claims (1)

1. 하드웨어(100) 일단에 입력 값을 넣어주고 Booth Multiplier(101)를 통과하며 값을 더해주는 하드웨어인 add(102)와,
   신호에 따라 출력 값을 다르게 하는 멀티 플렉서(103), 로 구성되는 것을 특징으로 하는 Radix-2 booth 정밀도 가변 곱셈 시스템.