Ripple Carry Adder: Delo, vrste in njegove uporabe

Ripple Carry Adder: Delo, vrste in njegove uporabe

V digitalna elektronika dodajanje dvobitnih binarnih števil je mogoče z uporabo pol seštevalnik . In če ima vhodno zaporedje tri-bitno zaporedje, lahko postopek dodajanja zaključimo s polnim seštevalnikom. Če pa je število bitov v vhodnem zaporedju več, potem lahko postopek zaključimo s polovičnim seštevalnikom. Ker popolni seštevalnik ne more dokončati operacije dodajanja. Te pomanjkljivosti je torej mogoče odpraviti z uporabo “Ripple Carry Adder”. To je edinstvena vrsta logično vezje uporablja se za dodajanje N-bitnih števil pri digitalnih operacijah. Ta članek opisuje pregled tega, kaj je dodatek za valovanje in njegovo delovanje.



Kaj je Ripple Carry Adder?

Struktura več polnih seštevalnikov je kaskadirana tako, da daje rezultate dodajanja n bitnega binarnega zaporedja. Ta seštevalnik v svoji strukturi vključuje kaskadne polne seštevalnike, tako da bo prenos ustvarjen na vsaki stopnji celotnega seštevalnika v vezju z valovanjem. Ti izhodni rezultati na vsaki stopnji celotnega seštevalnika se posredujejo njegovemu naslednjemu polnemu seštevalniku in se tam uporabijo kot vhodni vhod. Ta postopek se nadaljuje do zadnje stopnje celotnega seštevalnika. Torej, vsak izhodni bit za prenos se zmeša v naslednjo stopnjo celotnega seštevalnika. Iz tega razloga je poimenovan kot 'RIPPLE CARRY ADDER'. Najpomembnejša značilnost je dodajanje vhodnih bitnih zaporedij, ne glede na to, ali je zaporedje 4-bitno ali 5-bitno ali katero koli drugo.


„Ena najpomembnejših točk, ki jo je treba upoštevati pri tem seštevalniku prenosa, je končni izhod znan šele po tem, ko izhodi izhoda nastanejo v vsaki fazi celotnega seštevalnika in se posredujejo v naslednjo stopnjo. Torej bo prišlo do zamude pri doseganju rezultata z uporabo tega seštevalnika za prenos «.





Obstajajo različne vrste seštevalnikov za valovanje. To so:

  • 4-bitni seštevalnik za valovanje
  • 8-bitni seštevalnik za valovanje
  • 16-bitni seštevalnik za valovanje

Najprej bomo začeli s 4-bitnim seštevalnikom za valovanje, nato pa z 8-bitnimi in 16-bitnimi seštevalniki za valovanje.



4-bitni Ripple Carry Adder

Spodnji diagram predstavlja 4-bitni seštevalnik za valovanje. V tem seštevalniku so štirje polni seštevalniki povezani kaskadno. Co je vhodni bit za prenos in je vedno nič. Ko se ta vhodni prenos 'Co' uporabi za dve vhodni sekvenci A1 A2 A3 A4 in B1 B2 B3 B4, je izhod predstavljen s S1 S2 S3 S4, izhod pa nosi C4.


4-bitni RCA diagram

Delovanje 4-bitnega valovitega podajalnika

  • Vzemimo primer dveh vhodnih zaporedij 0101 in 1010. Ti predstavljata A4 A3 A2 A1 in B4 B3 B2 B1.
  • V skladu s tem konceptom seštevalnika je vnos nosilca 0.
  • Ko sta Ao in Bo uporabljena pri prvem polnem seštevalniku, skupaj z vnosom 0.
  • Tu je A1 = 1 B1 = 0 Cin = 0
  • Vsota (S1) in prenos (C1) bosta ustvarjeni v skladu z enačbami Sum in Carry tega seštevalnika. V skladu s svojo teorijo je izhodna enačba za vsoto = A1⊕B1⊕Cin in Carry = A1B1⊕B1Cin⊕CinA1
  • V skladu s to enačbo je za 1. polni seštevalnik S1 = 1 in nosilnost, tj. C1 = 0.
  • Enako kot pri naslednjih vhodnih bitih A2 in B2, izhod S2 = 1 in C2 = 0. Tu je pomembna točka, da polni seštevalnik druge stopnje dobi vhodni prenos, tj. C1, ki je izhodni prenos polnega seštevalnika začetne stopnje.
  • Tako bo končno izhodno zaporedje (S4 S3 S2 S1) = (1 1 1 1) in izhodni prenos C4 = 0
  • To je postopek dodajanja za 4-bitna vhodna zaporedja, ko se uporabi za ta seštevalnik prenosa.

8-bitni Ripple Carry Adder

  • Sestavljen je iz 8 polnih seštevalnikov, ki so povezani v kaskadni obliki.
  • Vsak izhod za prenos celotnega seštevalnika je povezan kot vhodni prenos na polni seštevalnik naslednje stopnje.
  • Vhodna zaporedja so označena z (A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8) in (B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8), njegovo ustrezno izhodno zaporedje pa s (S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8).
  • Postopek dodajanja v 8-bitnem seštevalniku za prenos valov je enak princip, ki se uporablja pri 4-bitnem seštevalniku za prenos valovanja, tj. Vsak bit iz dveh vhodnih zaporedij se doda skupaj z vnosom prenosa.
  • To bo uporabljeno pri dodajanju dveh 8-bitnih binarnih zaporedij.
8-bitni dodatek za valovanje

8-bitni dodatek za valovanje

16-bitni dodatek za valovanje

  • Sestavljen je iz 16 polnih seštevalnikov, ki so povezani v kaskadni obliki.
  • Vsak izhod za prenos celotnega seštevalnika je povezan kot vhodni prenos na polni seštevalnik naslednje stopnje.
  • Vhodna zaporedja sta označena z (A1… .. A16) in (B1 …… B16), njegovo ustrezno izhodno zaporedje pa s (S1 …… .. S16).
  • Postopek dodajanja v 16-bitnem seštevalniku za prenos valov je enak princip, ki se uporablja pri 4-bitnem seštevalniku za valovanje, tj. Vsak bit iz dveh vhodnih zaporedij bo dodan skupaj z vnosom prenosa.
  • To bo uporabljeno pri dodajanju dveh 16-bitnih binarnih zaporedij.
16-bitni dodatek za valovanje

16-bitni dodatek za valovanje

Tabela resnic Ripple Carry Adder

Pod tabelo resnic so prikazane izhodne vrednosti za možne kombinacije vseh vhodov za dodajanje valov.

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

Nositi

0

000000000000
01.0001.001.000

0

1.

0001.00000001.
1.01.01.01.001.00

1.

1.1.001.1.001.000

1.

1.1.1.01.1.1.01.1.00

1.

1.1.1.1.1.1.1.1.1.1.1.0

1.

Koda VHDL z valovitim nosilcem

VHDL (VHSIC HDL) je jezik za opis strojne opreme. To je jezik digitalnega oblikovanja. Koda VHDL za ta seštevalnik za prenos je prikazana spodaj.

knjižnica IEEE
uporabite IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL

entiteta Ripplecarryadder je
Vrata (A: v STD_LOGIC_VECTOR (3 do 0)
B: v STD_LOGIC_VECTOR (3 do 0)
Cin: v STD_LOGIC
S: ven STD_LOGIC_VECTOR (3 do 0)
Cout: out STD_LOGIC)
končni Ripplecarryadder

arhitektura Vedenje Ripplecarryadderja je - Izjava o komponentah kode VHDL s polnim dodajanjem
komponenta full_adder_vhdl_code
Vrata (A: v STD_LOGIC
B: v STD_LOGIC
Cin: v STD_LOGIC
S: ven STD_LOGIC
Cout: out STD_LOGIC)
končna komponenta

- Vmesna deklaracija
Signal c1, c2, c3: STD_LOGIC

začeti

- Port Mapping Port Adder 4-krat
FA1: zemljevid vrat full_adder_vhdl_code (A (0), B (0), Cin, S (0), c1)
FA2: zemljevid vrat pristanišč full_adder_vhdl_code (A (1), B (1), c1, S (1), c2)
FA3: zemljevid vrat full_adder_vhdl_code (A (2), B (2), c2, S (2), c3)
FA4: zemljevid vrat full_adder_vhdl_code (A (3), B (3), c3, S (3), Cout)

konec Vedenjsko

Verilog koda Ripple Carry Adder

Verilog koda je jezik za opis strojne opreme. Uporablja se v digitalnih vezjih na stopnji RTL za namene načrtovanja in preverjanja. Koda verilog za ta seštevalnik za prenos je prikazana spodaj.

modul ripple_carry_adder (a, b, cin, sum, cout)
vhod [03: 0] a
vhod [03: 0] b
vhod cin
izhod [03: 0] vsota
izhodni cout
žica [2: 0] c
fulladd a1 (a [0], b [0], cin, vsota [0], c [0])
fulladd a2 (a [1], b [1], c [0], vsota [1], c [1])
fulladd a3 (a [2], b [2], c [1], vsota [2], c [2])
fulladd a4 (a [3], b [3], c [2], vsota [3], cout)
končni modul
fulladd modul (A, B, CIN, vsota, cout)
vnos a, b, cin
izhodna vsota, cout
dodeli vsoto = (a ^ b ^ cin)
dodeli cout = ((a & b) | (b & cin) | (a & cin))

Aplikacije za valovanje z valovanjem

Aplikacije za valovanje in dodajanje vključujejo naslednje.

  • Ti seštevalniki prenosa se uporabljajo večinoma poleg n-bitnih vhodnih zaporedij.
  • Ti nosilci se uporabljajo za digitalno obdelavo signalov in mikroprocesorji .

Prednosti Ripple Carry Adder

Prednosti dodajanja valovitega sesalnika vključujejo naslednje.

  • Ta sesalni nosilec ima prednost, saj lahko za natančne rezultate izvedemo postopek dodajanja n-bitnih zaporedij.
  • Načrtovanje tega seštevalnika ni zapleten postopek.

Valovit seštevalnik za nošenje je alternativa, kadar polovični seštevalnik in polni seštevalnik ne izvedeta postopka seštevanja, kadar so zaporedja vhodnih bitov velika. Ampak tukaj bo z nekaj zamika dal izhod za vsa zaporedja vhodnih bitov. Glede na digitalna vezja, če vezje daje izhod z zakasnitvijo, ne bo zaželeno. To lahko odpravite s prenosnim vezjem za usmerjanje naprej.