Zvlnění Carry Adder: Práce, typy a jeho aplikace

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





v digitální elektronika přidání dvoubitových binárních čísel je možné pomocí napůl zmije . A pokud má vstupní sekvence tříbitovou sekvenci, lze proces přidání dokončit pomocí úplné sčítačky. Pokud je ale počet bitů více ve vstupní sekvenci, lze proces dokončit pomocí poloviční sčítačky. Protože celý sčítač nemůže dokončit operaci přidání. Tyto nevýhody lze tedy překonat pomocí aplikace „Ripple Carry Adder“. Je to jedinečný typ logický obvod slouží k přidání N-bitových čísel v digitálních operacích. Tento článek popisuje přehled toho, co je ripple-carry-adder a jeho fungování.

Co je Ripple Carry Adder?

Struktura více plných sčítačů je kaskádově uspořádána tak, aby poskytovala výsledky přidání n bitové binární sekvence. Tato sčítačka obsahuje ve své struktuře kaskádové plné sčítače, takže přenos bude generován v každém úplném stádiu sčítače v obvodu sčítače s vlněním. Tyto nosné výstupy v každém úplném stupni sčítače jsou předány dalšímu plnému sčítači a jsou zde použity jako nosné vstupy. Tento proces pokračuje až do své poslední úplné fáze zmije. Takže každý výstupní bit carry je zvlněn do další fáze úplného sčítače. Z tohoto důvodu je pojmenován jako „RIPPLE CARRY ADDER“. Nejdůležitější vlastností je přidat sekvence vstupních bitů bez ohledu na to, zda je sekvence 4bitová, 5bitová nebo libovolná.




'Jedním z nejdůležitějších bodů, které je třeba vzít v úvahu u tohoto sčítače carry, je konečný výstup známý až poté, co jsou nosné výstupy generovány každou úplnou sčítací fází a předány do další fáze.' S použitím této sčítačky bude tedy výsledek zpoždění “.

V doplňcích zvlnění jsou různé typy. Oni jsou:



  • 4bitová sčítačka zvlnění
  • 8bitová sčítačka zvlnění
  • 16bitová sčítačka zvlnění

Nejprve začneme s 4bitovým sčítačem zvlnění a potom s 8bitovým a 16bitovým sčítáním zvlnění.

4bitová sčítačka zvlnění

Níže uvedený diagram představuje 4bitový sčítač signálu. V tomto doplňku jsou kaskádově připojeny čtyři úplné sčítače. Co je bit pro přenášení a je vždy nula. Když je tento vstup nést „Co“ na dvě vstupní sekvence A1 A2 A3 A4 a B1 B2 B3 B4, pak je výstup reprezentován S1 S2 S3 S4 a výstup nese C4.


4bitový RCA diagram

Práce se 4bitovou sčítačkou Ripple Carry Adder

  • Vezměme si příklad dvou vstupních sekvencí 0101 a 1010. Ty představují A4 A3 A2 A1 a B4 B3 B2 B1.
  • Podle tohoto konceptu sčítače je input carry 0.
  • Když jsou Ao & Bo aplikovány na 1. plnou sčítačku spolu se vstupem nesou 0.
  • Zde A1 = 1 B1 = 0 Cin = 0
  • Součet (S1) a carry (C1) budou generovány podle rovnic Sum a Carry tohoto sčítače. Podle jeho teorie je výstupní rovnice pro Sum = A1⊕B1⊕Cin a Carry = A1B1⊕B1Cin⊕CinA1
  • Podle této rovnice platí pro 1. plnou sčítačku S1 = 1 a přenos, tj. C1 = 0.
  • Stejné jako u dalších vstupních bitů A2 a B2, výstup S2 = 1 a C2 = 0. Zde je důležitý bod druhý stupeň plný sčítač dostane vstupní přenos, tj. C1, což je výstupní přenos počátečního stupně plný sčítač.
  • Takto získáme konečnou výstupní sekvenci (S4 S3 S2 S1) = (1 1 1 1) a výstup nese C4 = 0
  • Toto je proces přidání pro 4bitové vstupní sekvence, když je aplikován na tuto sčítač přenosu.

8bitová sčítačka zvlnění

  • Skládá se z 8 plných doplňků, které jsou spojeny v kaskádové podobě.
  • Každý plný nosný výstup sčítače je připojen jako vstupní nosník k dalšímu sčítači plné fáze.
  • Vstupní sekvence jsou označeny (A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8) a (B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8) a její relevantní výstupní sekvence je označena (S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8).
  • Proces sčítání v 8bitovém sčítači s funkcí ripple-carry je stejný princip, který se používá ve 4-bitovém sčítači s funkcí ripple-carry-add, tj. Každý bit ze dvou vstupních sekvencí bude přidán spolu s input carry.
  • To se použije při přidání dvou 8bitových binárních číslic sekvence.
8bitové zvlnění

8bitové zvlnění

16bitová sčítačka zvlnění

  • Skládá se ze 16 plných doplňků, které jsou připojeny v kaskádové formě.
  • Každý plný nosný výstup sčítače je připojen jako vstupní nosník k dalšímu sčítači plné fáze.
  • Vstupní sekvence jsou označeny (A1… .. A16) a (B1 …… B16) a její relevantní výstupní sekvence je označena (S1 …… .. S16).
  • Proces sčítání v 16bitovém sčítači s funkcí ripple-carry je stejný princip, který se používá ve 4-bitovém sčítači s funkcí zvlnění, tj. Každý bit ze dvou vstupních sekvencí se přidá spolu s input carry.
  • To se použije při přidání dvou 16bitových binárních číslic sekvence.
16bitový zvlnění nést sčítač

16bitový zvlnění nést sčítač

Tabulka pravdy zvlnění Carry Adder

Níže uvedená tabulka pravdy zobrazuje výstupní hodnoty pro možné kombinace všech vstupů pro sčítač vlnění.

A1 A2 A3 A4 B4 B3 B2 B1 S4 S3 S2 S1

Nést

0

000000000000
010001001000

0

1

000100000001
101010100100

1

110011001000

1

111011101100

1

111111111110

1

Kód VHDL Ripple Carry Adder

VHDL (VHSIC HDL) je jazyk popisu hardwaru. Je to jazyk digitálního designu. Níže je uveden kód VHDL pro tento sčítač přenášení.

knihovna IEEE
použijte IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL

entita Ripplecarryadder je
Port (A: v STD_LOGIC_VECTOR (3 až 0)
B: v STD_LOGIC_VECTOR (3 až 0)
Cin: v STD_LOGIC
S: out STD_LOGIC_VECTOR (3 až 0)
Cout: out STD_LOGIC)
konec Ripplecarryadder

architektura Behavioral of Ripplecarryadder is - Full Adder VHDL Code Component Declaration
komponenta full_adder_vhdl_code
Port (A: v STD_LOGIC
B: v STD_LOGIC
Cin: v STD_LOGIC
S: out STD_LOGIC
Cout: out STD_LOGIC)
koncová součást

- Průběžné prohlášení o přepravě
Signál c1, c2, c3: STD_LOGIC

začít

- Port Mapping Full Adder 4krát
FA1: mapa portů full_adder_vhdl_code (A (0), B (0), Cin, S (0), c1)
FA2: mapa portů full_adder_vhdl_code (A (1), B (1), c1, S (1), c2)
FA3: mapa portů full_adder_vhdl_code (A (2), B (2), c2, S (2), c3)
FA4: mapa portů full_adder_vhdl_code (A (3), B (3), c3, S (3), Cout)

konec Behaviorální

Verilogový kód Ripple Carry Adder

Kód Verilog je jazyk popisu hardwaru. Používá se v digitálních obvodech ve fázi RTL pro účely navrhování a ověřování. Verilogový kód pro tuto sčítačku je uveden níže.

modul ripple_carry_adder (a, b, cin, sum, cout)
vstup [03: 0] a
vstup [03: 0] b
vstup cin
výstup [03: 0] součet
výstupní cout
drát [2: 0] c
fulladd a1 (a [0], b [0], cin, součet [0], c [0])
fulladd a2 (a [1], b [1], c [0], součet [1], c [1])
fulladd a3 (a [2], b [2], c [1], součet [2], c [2])
fulladd a4 (a [3], b [3], c [2], součet [3], cout)
endmodul
fulladd modul (A, B, CIN, částka, cout)
vstup a, b, cin
výstupní součet, cout
přiřadit součet = (a ^ b ^ cin)
assign cout = ((a & b) | (b & cin) | (a & cin))

Zvlnění Carry Adder aplikace

Mezi aplikace zvlnění-přenášení sčítačky patří následující.

  • Tyto nosiče se používají většinou kromě n-bitových vstupních sekvencí.
  • Tyto nosiče jsou použitelné při číslicovém zpracování signálu a mikroprocesory .

Výhody zvlnění Carry Adder

Mezi výhody zvlnění-přenášení-zmije patří následující.

  • Tato sčítačka carry má tu výhodu, že můžeme provést proces přidání pro n-bitové sekvence, abychom získali přesné výsledky.
  • Návrh tohoto sčítače není složitý proces.

Zvlnění nést zmije je alternativou pro případ, kdy poloviční sčítač a úplný sčítač neprovádějí operaci sčítání, když jsou vstupní bitové sekvence velké. Ale tady to dá výstup pro jakékoli vstupní bitové sekvence s určitým zpožděním. Pokud jde o digitální obvody, pokud obvod dává výstup se zpožděním, nebude to lepší. To lze překonat obvodem sčítače sledování dopředu.