9、高速与面积高效的非线性进位选择加法器及X波段星载合成孔径雷达微带天线阵列设计

高速与面积高效的非线性进位选择加法器及X波段星载合成孔径雷达微带天线阵列设计

1. 非线性进位选择加法器

1.1 非线性进位选择加法器类型

进位选择加法器（CSLA）架构有线性CSLA（LCSLA）和非线性CSLA（NLCSLA）两种。其中，NLCSLA运算速度较快，也被称为平方根CSLA（SQRT CSLA），为了获得高效的CSLA架构设计，对其进行架构修改。

1.2 现有NLCSLA

CSLA架构在很大程度上克服了进位数据传输的困难。其架构设计使得加法运算可以并行进行，同时考虑进位数据输入为‘1’和‘0’，并使用前一阶段的进位数据输出来选择和输出。一个16位的NLCSLA由不同输入大小的不同阶段组成，每个阶段的加法器架构由双波纹进位加法器（RCA）和多路复用器（MUX）组成。在双RCA中，一个假设进位输入为‘0’进行加法运算，另一个假设进位输入为‘1’进行加法运算。双RCA的和与进位输出作为MUX的输入，MUX根据控制信号选择特定阶段的最终和与进位输出。与其他加法器结构相比，该架构运算速度快，但由于存在双RCA，面积较大，同时功耗也会增加。

1.3 使用二进制到余一转换器（BEC）的NLCSLA

为了克服现有NLCSLA的缺点，提出了一种使用BEC的改进架构。在改进的NLCSLA架构中，BEC代替进位数据输入为‘1’的RCA。与RCA相比，BEC占用的面积更小，因此在改进的加法器架构中使用BEC将导致面积和功耗降低。一个n + 1位的BEC可以代替n位的RCA。该加法器的操作保持不变，MUX根据前一阶段加法运算的进位数据输出选择进位数据输入为‘0’的RCA输出或BEC输出。虽然加法器架构的面积减小了，但加