Noste sčítací spínač

V elektronice je sčítačka carry-toggle speciálním druhem implementace sčítačky , což je logické hradlo, které vypočítává -bitový součet dvoubitových čísel. Sčítačka přenosového spínače je jednoduchá, ale rychlejší a má úroveň hloubky brány .

Sčítačka přenosného přepínače se obvykle skládá ze dvou sériových přenosových sčítaček a multiplexeru . Přidáním dvou n-bitových čísel sčítačka carry-toggle vytvoří dvě sčítačky (proto jsou potřeba dvě po sobě jdoucí sčítačky přenosu), aby bylo možné provést výpočet dvakrát, jednou s odhadem přenosu nula a podruhé za předpokladu jedničky. Poté, co jsou vypočítány dva výsledky, multiplexor vybere správný součet a správný přenos, jakmile je znám správný přenos.

Počet bitů v každém bloku přenosového přepínače může nebo nemusí být stejný. V případě bloků stejné velikosti nastává optimální zpoždění pro blok o velikosti . V případě bloků o nestejné velikosti musí mít velikost bloku zpoždění od vstupů členů A a B k výstupu přenosu rovnající se zpoždění řetězce multiplexeru před ním, takže výstupní přenos je vypočítán pouze jednou. . zpoždění je derivací velikosti identických bloků, kde ideální počet prvků s úplným sčítáním na blok se rovná druhé odmocnině počtu přidaných bitů, protože to poskytne stejný počet zpoždění multiplexeru.

Základní stavební blok

Výše je základní stavební blok sčítačky carry-toggle, kde velikost bloku je 4. Dvě 4bitové sériové sčítačky přenosu jsou spolu multiplexovány, přičemž výsledné bity přenosu a součtu jsou přepínány přenosovým vstupem. Protože jedna sériová sčítačka předpokládá přenosový vstup 0 a druhá předpokládá přenosový vstup 1, přepínání, která sčítačka měla správný odhad se skutečným přenosovým vstupem, přináší požadovaný výsledek.

Sčítačka s bloky stejné velikosti

16bitová sčítačka carry-toggle s identickými bloky velikosti 4 může být vytvořena ze tří takových bloků a 4bitové sčítačky přenosu do sekvence. Protože vstupní přenos je znám od začátku výpočtu, není pro první čtyři bity nutný blok přenosového přepínače. Zpoždění této sčítačky bude čtyři plná zpoždění sčítačky plus tři zpoždění multiplexeru.

Sčítačka s bloky nestejné velikosti

Podobným způsobem lze vytvořit 16bitovou sčítačku carry-toggle s nestejnou velikostí bloků. Zde jsme ukázali sčítačku s bloky velikosti 2-2-3-4-5. Tento oddíl je ideální, když se plné zpoždění sčítačky rovná zpoždění multiplexeru, což je nepravděpodobné. Celkové zpoždění jsou dvě plná zpoždění sčítačky a čtyři zpoždění multiplexeru. Snažili jsme se vyrovnat zpoždění mezi dvěma přenosovými řetězci a zpoždění přenosu v předchozí fázi.

Kombinace se sčítačkami jiných struktur

Tato sčítačka může být doplněna o přenosovou sčítačku pro generování vstupů multiplexeru, čímž poskytuje ještě lepší výkon než paralelní sčítačka prefixů a zároveň potenciálně snižuje plochu. Příklad je uveden v článku Cogge-Stone adder .

Odkazy