A Study on the Analysis and Design of 16-BIT ALU by Using SPICE

SPICE를 이용한 16-BIT ALU의 회로 해석 및 설계에 관한 연구

This paper present a new design concept of a single chip 16-bit data path using the concept of modular design, the whole system is divided into several blocks which can be operated as an independent system itself. Making the internal blocks can act as a subsystem, it is possible to shorten design turn-around time, to be redesigned effectively, and to optimize the system performance. The designed system is data path. The data path is to manipulate 16-bit integer data. It is composed of aritmetic logic unit, register file, barrel shifter and bus circuit. The widths and lengths of gate in the circuit were determined using SPICE2. The results of circuit simulation were in good agreement with expected circuit characteristics.

빠른 설계 시간 및 재 설계 가능성 부여 등에 주안점을 두어 고성능의 단일 칩 16-bit data path를 설계하였다. 원칙적인 설계 방법의 체계적인 연구를 위하여 module화의 개념을 근간으로한 설계방법을 도입하였으며, 이에 따라 각 내부블럭이 bus에 연결되어 독립적으로 동작하는 subsystem이 되도록 이를 결합하여 전체 시스템의 설계를 완성하였다. 시스템은 data path이다. Data path는 16-bit의 데이터를 처리하는 부분으로 ALU(Arithmetic Logic Unit), register file, barrel shifter 및 bus 회로로 구성된다. 이 회로에서의 게이트의 폭과 길이는 spice2를 사용하여서 결정하였다. 회로 시뮬레이션의 결과는 기대하였던 회로 특성과 잘 일치하였다.