Summer on teatud tüüpi digitaalne vooluring digitaalses elektroonikas, mida kasutatakse liitmistoimingute tegemiseks. Isegi korrutamise toiming sõltub peamiselt selle operatsiooni järjestusest. Seega saab neid rakendada lihtsalt erineval viisil erinevate tehnoloogiatega erinevates arhitektuurivahemikes. Manustatud rakenduste ja filtreerimistoimingute peamine eesmärk on kiire ja usaldusväärne liitekujundus. Saadaval on erinevat tüüpi lisandeid, näiteks lainetuse kande lisaja , Kogge-kivi liitja, ulatuva puu liitja, Brenti kung liitja, paralleelprefiksi liitja, edasivaatamise lisaja, hõreda kivide liitja jne. Selles artiklis antakse ülevaade Kogge Stone Adde r või KSA.
Mis on Kogge Stone Adder?
Kogge-Stone'i liitja ehk KSA on paralleeleesliite vorm CLA (edasi vaatamise lisaja) . See liiter kasutab rakendamiseks rohkem ala kui Brent-Kung liitja, kuigi sellel on igas etapis madal ventilaator, mis suurendab tüüpiliste CMOS-i protsessisõlmede jõudlust. Kuid juhtmestiku ummikud on KSA-de jaoks sageli probleemiks.
Kogge Stone'i liitja ehk KSA on väga kiire liitja, mida kasutatakse erinevates signaalitöötlustes protsessorid (SPP), et täita parim aritmeetiline funktsioon. Seega saab selle summari töökiirust piirata, kandes levikut sisendist väljundisse. Üldiselt on KSA paralleelne eesliidete liitja, mille eripära on parim liitmine sõltuvalt projekteerimisajast, mida kasutatakse tööstuses suure jõudlusega aritmeetiliste ahelate jaoks.
Kogge kiviliitja vooluringi skeem
Kogge-Stone Adderi diagramm on näidatud allpool. Seda tüüpi liiteseadmeid peetakse lihtsalt kiireimaks ja levinuimaks arhitektuurse lisaja kujunduseks peamiselt suure jõudlusega liiteseadmete jaoks tööstuses. Seda tüüpi liitmisseadmetes genereeritakse kandjad väga kiiresti, arvutades need paralleelselt suurema pindalahinnaga.
Signaalide edastamise ja genereerimise puustruktuurid on näidatud alloleval diagrammil. Selles liiteris on Carry genereerimise võrk väga oluline plokk, mis sisaldab kolme plokki; Must lahter, hall rakk ja puhver. Nii et musta värvi rakke kasutatakse peamiselt nii genereerivate kui ka levitavate signaalide arvutamisel, halle rakke kasutatakse peamiselt genereerivate signaalide arvutamisel, mida on vaja järeltöötluse etapis summa arvutamisel ja puhvreid kasutatakse peamiselt signaalide tasakaalustamiseks. laadimisefekt.
Kuidas Kogge Stone Adder töötab?
Kogge-Stone'i liitja rajad 'genereerivad' ja 'levitavad' bitte sisemiselt bittide ulatuse jaoks, mis on sarnased kõikidele edasisuunamisliideritega. Alustame 1-bitise ulatusega, kus iga lisamise üks veerg tekitab kandebiti, kui mõlemad sisendid on 1 (loogiline JA) ja ülekandebitt levib, kui täpselt üks sisend on 1 (loogiline XOR). Seega sisaldab Kogge-Stone Adder peamiselt kolme töötlusetappi summabittide arvutamiseks; eeltöötlusetapp, Carry genereerimise võrk ja järeltöötlusetapp. Seega on need kolm sammu peamiselt seotud selle liitja toiminguga. Neid kolme etappi käsitletakse allpool.
Eeltöötlusetapp
See eeltöötlusetapp hõlmab nii genereeritud kui ka levitatavate signaalide arvutamist, mis on võrdväärsed iga bitipaariga A- ja B-s.
Pi = Ai x Bi
Gi = Ai ja Bi
Carry Generation Network
Kandmise genereerimise etapis arvutame kanded, mis on samaväärsed iga bitiga. Nii et neid toiminguid saab teostada paralleelselt. Pärast kandearvutuste paralleelset segmenteerimist jagatakse need väiksemateks osadeks. Vahesignaalidena kasutab see edastamise ja genereerimise signaale, mis on määratletud alltoodud loogikavõrranditega.
CPi:j = Pi:k + 1 ja Pk:j
CGi:j = Gi:k + 1 või (Pi:k + 1 ja Gk:j)
Järeltöötlus
See järeltöötlusetapp on väga levinud kõigi ettevaatavate perede liitjate jaoks ja see hõlmab summabittide arvutamist.
Ci – 1 = (Pi ja Cin) või Gi
Si = Pi = x või Ci - 1
4-bitine Kogge-Stone Adder
4-bitises Kogge-Stone'i liiteris genereerib iga vertikaalne etapp 'levi' ja 'genereeri' biti. Kanded genereeritakse viimases etapis, kus need bitid on XOR läbi esimese levimise pärast sisendit ruutkastides, et genereerida summabitid.
Näiteks; kui levik arvutatakse XOR-iga, kui A = 1 ja B = 0, genereerib see levitamise o/p väärtuseks 1. Siin saab genereerimisväärtuse arvutada AND-ga, kui A = 1, B = 0 ja genereeritav o/p väärtus on 0. Samamoodi arvutatakse sisendite jaoks kõik summabitid: A = 1011 & B = 1100 Väljundid, siis summa = 0111 ja kandke Cout = 1. Selles liitjas jätkake alloleva laienduse viie väljundiga.
S0 = (A0 ^ B0) ^ 𝐶𝐼𝑁.
S1 = (A1 ^ B1) ^ (A0 ja B0).
S2 = (A2 ^ B2) ^ (((A1 ^ B1) & (A0 & B0)) | (A1 & B1)).
S3 = (A3 ^ B3) ^ ((((A2 ^ B2) & (A1 ^ B1)) & (A0 & B0)) | (((A2 ^ B2) & (A1 & B1)) | (A2 & B1)
B2))).
S4 = (A4 ^ B4) ^ ((((A3 ^ B3) & (A2 ^ B2)) & (A1 & B1)) | (((A3 ^ B3) & (A2 & B2)) | (A3 & B3) ))).
Eelised ja miinused
The Kogge Stone lisaja eelised sisaldama järgmist.
- Kogge kivide lisaja on väga kiirem lisaja
- See on paralleelsete eesliidete lisajate täiustatud versioon
- See summaar aitab vähendada energiatarbimist ja viivitust võrreldes muu tavapärase loogikaga.
- See keskendub projekteerimisajale ja sobib kõige paremini suure jõudlusega rakenduste jaoks.
- See summer on muudetud FIR-filtris võrreldes teist tüüpi liitjatega väga tõhusaks tänu arvutusvõimsuse, pindala ja aja tohutule vähenemisele.
The Kogge-kivi liitja puudused sisaldama järgmist.
- See lisaja kasutab rakendamiseks rohkem pinda kui Brent-Kung liitja, kuigi sellel on igal etapil vähem ventilaatorit, mis suurendab tüüpilist CMOS protsessi sõlme jõudlus.
- Kogge-Stone'i liiteseadmete puhul on sageli probleemiks juhtmestiku ülekoormus.
Rakendused
Kogge-Stone'i liitja rakendused hõlmavad järgmist.
- Kogge Stone summarit kasutatakse erinevates signaalitöötlusprotsessorites väga kiirete aritmeetiliste funktsioonide täitmiseks.
- See on ettevaatava lisaseadme laiendus, mida kasutatakse väga kiireks lisamiseks suure jõudlusega arvutisüsteemides.
- Seda tüüpi liitjaid kasutatakse signaalitöötlusrakendustes.
- Seda summarit kasutatakse tööstuses laialdaselt peamiselt suure jõudlusega aritmeetiliste ahelate jaoks.
- Seda tüüpi liitjat kasutatakse tavaliselt laiade summarite jaoks, kuna see näitab teiste struktuuride vahel kõige väiksemat viivitust.
- KSA aitab lisada suuremaid numbreid, kasutades vähem pindala, võimsust ja aega.
- Seda kasutatakse laialdaselt erinevates VLSI-süsteemides, näiteks mikroprotsessor arhitektuur ja rakendusepõhine DSP arhitektuur.
Mis on paralleelprefiksi lisaja?
Paralleelprefiksi lisaja on lisaja tüüp, mis kasutab tõhusaks lisamiseks prefiksi toimingut. Need liitjad on tuletatud edasi-tagasi lisajast ja sobivad binaarseks liitmiseks laia sõna kaudu.
Milline lisaja sobib kiireks lisamiseks?
Kaasa vaatamise liitja sobib kiireks liitmiseks digitaalses loogikas, kuna see summaar lihtsalt suurendab kiirust, vähendades bittide kandmise otsustamiseks vajalikku aega.
Mis on Kogge-Stone'i liitmisalgoritm?
Kogge-Stone'i liitmisalgoritm on paralleelse prefiksi CLA struktuur, millel on igas etapis madal ventilaator, et muuta see tavalistes CMOS-protsessi sõlmedes tõhusamaks.
Seega on see ülevaade Kogge-Stone'i liitjast mis on kõige tuntum kaasaskantava ettevaatusega lisaja versioon. See summaar toodab lihtsalt kandesignaale O (log2N) aja jooksul ja seda peetakse üldiselt parimaks liiteri disainiks. Seega on sellel liiteril kõige sagedasem arhitektuur, mis on mõeldud peamiselt tööstuse suure jõudlusega lisajate jaoks. Seega sisaldab see KSA tavalist paigutust ja on oma väikseima ventilaatori või väikseima loogilise sügavuse tõttu eriline lisand. Seega saab sellest summarist väga kiire ja suure alaga liitja. Siin on teile küsimus, mis on ettevaatav lisaja?
