Gyors átviteli rendszer

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2020. február 19-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 4 szerkesztést igényelnek .

A gyorsított átviteli áramkör egy kombinált logikai áramkör, amely a legtöbb modern számítógép , mikroprocesszor és mikrokontroller aritmetikai és logikai egységében található .

A hordozóbitek párhuzamos képzésére tervezték, amikor bináris számokat adunk össze egy összeadóban. Általában kaszkádszerűen épül fel, több, kisebb kapacitású gyorsított átviteli áramkörből áll, amelyek általában 2-es természetes teljesítménynek felelnek meg, de vannak olyan egyfokozatú gyorsított átviteli áramkörök is, amelyek a szó minden bitjére átviteli jelet generálnak. Ugyanakkor.

Ennek a sémának az előnye az aritmetikai műveletek jelentős felgyorsulása, mivel nem vesz igénybe időt az átvitel szekvenciális terjesztése a gépi szó összes bitjén, hátránya a megnövekedett összetettség.

Hogyan működik

Feltételek:
A Carry Lookahead Unit ( CLU ) egy gyors átviteli rendszer.
A Carry Look-ahead Adder ( CLA ) egy gyors hordozható összeadó áramkör.
Group propagate ( PG ) egy csoportos terjedési jel.
Csoportgenerálás ( GG ) – csoportjel átvitel generálására.

A gyorsított átviteli ( LCU ) áramkör használatakor az összeadó minden egyes bitje átvitelgeneráló jelet ( ) és átviteli jelet ( ) generál . $g_{n}$ $p_n$

4 bites séma

Az összeadó egyes számjegyei minden csoportban négy egyjegyű csoportokba vannak kombinálva. A gyorsított átviteli áramkör generálja a GG és GG átviteli jeleket . $C_{1},C_{2},C_{3},C_{4},$

Logikai kifejezés egy bitben történő átvitelhez:

C_{i+1}=a_{i}\cdot b_{i}+(a_{i}\oplus b_{i})C_{i}=G_{i}+P_{i}\cdot C_ {én}

, ahol

{\displaystyle G_{i}=a_{i}\cdot b_{i))

P_{i}=a_{i}\oplus b_{i}

Itt a pont ( ) logikai ÉS ( ÉS ), az összeadás jele (+) logikai VAGY ( VAGY) és a modulo 2 összeadás szimbóluma KIZÁRÓLAG VAGY ( XOR ) $\cdot$ $\oplus$

Négyjegyű kötőjelek esetén:

C_{1}=G_{0}+P_{0}\cdot C_{0}

C_{2}=G_{1}+P_{1}\cdot C_{1}

C_{3}=G_{2}+P_{2}\cdot C_{2}

C_{4}=G_{3}+P_{3}\cdot C_{3}

Ha behelyettesítjük -be , majd -be , majd -be , megkapjuk a végső kifejezéseket: $C_{1}$ $C_{2}$ $C_{2}$ $C_{3}$ $C_{3}$ $C_{4}$

C_{1}=G_{0}+P_{0}\cdot C_{0}

C_{2}=G_{1}+G_{0}\cdot P_{1}+C_{0}\cdot P_{0}\cdot P_{1}

C_{3}=G_{2}+G_{1}\cdot P_{2}+G_{0}\cdot P_{1}\cdot P_{2}+C_{0}\cdot P_{0}\cdot P_{1}\cdot P_{2}

C_{4}=G_{3}+G_{2}\cdot P_{3}+G_{1}\cdot P_{2}\cdot P_{3}+G_{0}\cdot P_{1}\cdot P_{2}\cdot P_{3}+C_{0}\cdot P_{0}\cdot P_{1}\cdot P_{2}\cdot P_{3}

A hordozógenerációs csoportjel és a átviteli terjedési csoport jele a következőképpen jön létre: $GG$ $PG$

{\displaystyle PG=P_{0}\cdot P_{1}\cdot P_{2}\cdot P_{3))

GG=G_{3}+G_{2}\cdot P_{3}+G_{1}\cdot P_{3}\cdot P_{2}+G_{0}\cdot P_{3}\cdot P_{2}\cdot P_{1}

A 4 bites gyorsátviteli áramkör integrált változatban is elérhető, például: SN74182 ( TTL ), MC10179 ( ESL ) és MC14582, 564IP4 [1] ( CMOS technológiával készült ).

16 bites séma

Egy 16 bites összeadó hozható létre, ha négy 4 bites összeadót kombinálunk négy gyorsított átviteli áramkörrel (4 bites CLA Adder), kiegészítve egy ötödik gyorsított átviteli áramkörrel, amely a hordozógenerációs GG feldolgozására és a terjedési PG jelek átvitelére szolgál. .

A bemeneten kapott terjedési jelek ( ) és a négy séma ( GG ) által generált jelek átvitele. Ezután a gyors átviteli áramkör megfelelő jeleket állít elő. $PG$

Tegyük fel , hogy ezek PG jelek , és ez az i th GG , akkor a kimeneti bitek a következőképpen vannak beállítva: $P_{i}$ $GI}$

C_{4}=G_{0}+P_{0}\cdot C_{0}

C_{8}=G_{4}+P_{4}\cdot C_{4}

C_{12}=G_{8}+P_{8}\cdot C_{8}

C_{16}=G_{12}+P_{12}\cdot C_{12}

Ha először behelyettesítjük -be , majd -be , majd -be , a következő kifejezést kapjuk: ${\displaystyle C_{4))$ $C_{8}$ $C_{8}$ $C_{12}$ $C_{12}$ $C_{16}$

C_{4}=G_{0}+P_{0}\cdot C_{0}

C_{8}=G_{4}+G_{0}\cdot P_{4}+C_{0}\cdot P_{0}\cdot P_{4}

C_{12}=G_{8}+G_{4}\cdot P_{8}+G_{0}\cdot P_{4}\cdot P_{8}+C_{0}\cdot P_{0}\cdot P_{4}\cdot P_{8}

C_{16}=G_{12}+G_{8}\cdot P_{12}+G_{4}\cdot P_{8}\cdot P_{12}+G_{0}\cdot P_{4}\cdot P_{8}\cdot P_{12}+C_{0}\cdot P_{0}\cdot P_{4}\cdot P_{8}\cdot P_{12}

${\displaystyle C_{4))$ ennek megfelelően egy hordozóbitet generál a második áramkör bemenetén; a harmadik bejáratánál; a negyedik bejáratánál; és túlcsordulási bitet generál. $C_{8}$ $C{12}$ $C_{16}$

Ezenkívül megadhat átviteli terjedést és átviteli generálási jeleket a gyorsított átviteli sémához:

P_{LCU}=P_{0}\cdot P_{4}\cdot P_{8}\cdot P_{12}

G_{LCU}=G_{12}+G_{8}\cdot P_{12}+G_{4}\cdot P_{12}\cdot P_{8}+G_{0}\cdot P_{12}\cdot P_{8}\cdot P_{4}

64 bites séma

A négy összeadó áramkör és a gyors átviteli áramkör kombinálásával egy 16 bites összeadót kapunk. Négy ilyen blokk kombinálható egy 64 bites összeadóvá. További gyorsított átviteli (második réteg) áramkörökre van szükség az egyes összeadó áramkörök átviteli terjedési ( ) és átviteli generálási ( ) jeleinek fogadásához . $P_{LCU}$ $G_{LCU}$

Előnyök és hátrányok

Előnyök:

Magassebesség.

Hibák:

Magas felszerelési költségek

A párhuzamos átviteli formázási sémák jelentős sebességelőnnyel rendelkeznek a szekvenciális átviteli sémákkal szemben .

Lásd még

Vipera

Irodalom

Tietze U., Shenk K. 19. fejezet: Kombinációs logikai áramkörök. 19.5 Összesítők. 19.5.3. Összeadók párhuzamos átvitellel // Félvezető áramkör = Halbleiter-Schaltungstechnik / Per. vele. G. Karabasev. - Dodeka XXI, 2008. - 1784 p. - (Árkör). - 3000 példányban. - ISBN 978-5-94120-200-3 , 978-5-94120-201-0, 3-540-42849-6.

Linkek

↑ Az alacsony frekvenciájú digitális CMOS chipek kézikönyve. IP4 – gyorsított átviteli séma 564IP4 = MC14582A http://www.rlocman.ru/comp/koz/cd/cdh39.htm Archiválva : 2011. december 11. a Wayback Machine -n