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近年來, 有限場中之算術運算在編碼理論中扮演了重要的角色, 不僅如此, 它們亦被 廣泛地應用在數位信號處理及密碼系統中。在這些應用里,常需要利用有限場中之加 法、乘法及倒數之算術運算。雖然與一般的二進位整數加法比起來,有限場中之加法 運算是相當直接而簡單的,但是有限場中之乘法及倒數運算卻比較困難而復雜。尤其 在某些應用中,其所處理的資料位元數目相當龐大,若無有效率之演算法及電路,則 其處理資料的速度必須十分緩慢而不符要求。因此,為了能在有限場算術之各種應用 中達到快速運算之要求,有必要發展有效率的演算法及電路來做乘法及倒數運算。 由於有限場算術之重要性,已經有不少人發表了一些乘法及倒數運算之演算法,然而 其中很少有適合超大型積體電路制造的。在這篇論文中,我們提出兩個演算法及其對 應之電路架構,二者分別用來計算有限場中之乘法及倒數運算。第一個是遞回式的乘 法演算法,經過時間空間轉換,它可以被映射到兩個心縮式陣列。其中一個是二維的 平行架構,另外一個是一維的序列架構。這個乘法演算法解決了一些發生在別的有限 場乘法器中的問題。除此之外,我們亦利用超大型積體電路布局軟體做出這二個心縮 式陣列乘法器的光罩布局圖。二個提出的演算法是針對有限場中之倒數運算。藉著我 們提出的乘法器,加上一些簡單的邏輯線路,可以得到一個管盄式的超大型積體電路 架構。 這兩種分別針對有限場中乘法及倒數運算之電路設計是非常簡單、規律而且模組化的 ,所以它們非常適合於超大型積體電路的制造。同時,由於使用管線式及心縮式陣列 的架構,其管線運算速度是非常快速的。因此,對於需要高速管線計算的應用而言, 這兩種電路之設計是非常有效率而且具有吸引力的。
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