VHDL Optimized Model of a Multiplier in Finite Fields

• Autores: Cecilia Esperanza Sandoval Ruiz
• Localización: Ingeniería y universidad, ISSN 0123-2126, Vol. 21, Nº. 2, 2017, págs. 195-211
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Modelo VHDL optimizado de un multiplicador en campos finitos
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• Resumen
  • español

    Introducción: Este artículo presenta el modelo de un multiplicador en campos finito GF que estudia la arquitectura generalizada del componente LFSR (registros de desplazamiento con realimentación lineal), con el propósito de generar una descripción concurrente, aplicando conceptos de análisis estructural, descripción de componentes parametrizados y tratamiento matemático de señales. Método: El diseño se realizó tabulando los términos en función de las variables tiempo y posición en el circuito, del componente de reducción modular, con lo que se creó una matriz de operaciones combinacionales. Este modelo fue descrito en VHDL, para las pruebas de comportamiento y optimización del hardware. Resultados: La investigación permitió establecer las ecuaciones para la implementación del modelo en VHDL, en su expresión genérica con el operador “concatenación”. Para la configuración de hardware se estimó el consumo de recursos en hardware, a nivel de operadores lógicos y se obtuvo una propuesta eficiente. Así mismo, se obtuvo un 7,89 % de ahorro del consumo de potencia asociada a la señal en el diseño del multiplicador, con la técnica de optimización propuesta. Conclusiones: El modelo desarrollado simplifica la descripción de circuitos paralelos, de alta eficiencia desde un enfoque de modelado matemático para descripción de hardware. El método propuesto muestra sus aportes en materia de optimización en el modelado eficiente de sistemas lógicos avanzados, el cual puede ser extrapolado a componentes más complejos.

  • English

    Introduction: This article presents a finite field multiplier (GF) model, studying the generalized architecture of the LFSR component (linear regression displacement records), in order to generate a concurrent description. Concepts of structural analysis, description of parameterized components, and mathematical treatment of signals have been applied. Method: The design was performed by the tabulation of the terms in the variable time function and the position in the circuit, components of the modular reduction, thus creating an array of combined operations. This model was described in VHDL, for testing behavior and optimization of hardware. Results: The research established the equations for the implementation of the VHDL model in its generic expression with operator concatenation for the hardware configuration. It is estimated that the hardware resources, a level of logical operators, obtained a 7.89% savings in the energy consumption associated with the signal in the multiplier design by the proposed optimization technique. Conclusions: The model simplified the description of parallel circuits with high performance from a mathematical model approach to hardware description. The proposed method contributes to field of optimization in the efficient modeling of advanced logic systems, which can be extrapolated to more complex components.