Sčítačka je typ digitálneho obvodu v digitálnej elektronike, ktorý sa používa na vykonávanie operácií sčítania. Dokonca aj operácia násobenia závisí hlavne od postupnosti tejto operácie. Takže ich možno jednoducho implementovať rôznymi spôsobmi s rôznymi technológiami v rôznych radoch architektúr. Vysokorýchlostný a spoľahlivý dizajn sčítačky je hlavným cieľom vstavaných aplikácií a operácií filtrovania. K dispozícii sú rôzne typy doplnkov, napr zvlnenie niesť sčítačku , zmije Kogge-stone, zmije Spanning Tree, zmije Brent kung, zmisa paralelnej predpony, zmije Carry look-head, zmije riedkeho kogge-stone atď. Tento článok pojednáva o prehľade Kogge Stone Adde r alebo KSA.
Čo je Kogge Stone Adder?
Sčítačka Kogge–Stone alebo KSA je forma paralelnej predpony CLA (prijímač na prenos) . Táto sčítačka využíva väčšiu plochu na implementáciu v porovnaní s sčítačkou Brent-Kung, hoci má v každej fáze nízky vejár, čo zvyšuje výkon typických procesných uzlov CMOS. Preťaženie elektroinštalácie je však často problémom pre KSA.
Sčítačka Kogge Stone alebo KSA je veľmi rýchla sčítačka využívaná pri rôznom spracovaní signálov spracovateľov (SPP) vykonávať najlepšiu aritmetickú funkciu. Takže prevádzková rýchlosť tejto sčítačky môže byť obmedzená prenášaním šírenia zo vstupu na výstup. Vo všeobecnosti je KSA paralelná sčítačka predpôn, ktorá sa špecializuje na najlepšie sčítanie v závislosti od času návrhu, ktorý sa používa pre vysokovýkonné aritmetické obvody v tomto odvetví.
Schéma zapojenia Kogge Stone Adder
Schéma Kogge-Stone Adder je zobrazená nižšie. Tento typ sčítačky sa jednoducho považuje za najrýchlejší a najbežnejší dizajn sčítačky architektúry hlavne pre vysokovýkonné sčítačky v tomto odvetví. V tomto type sčítačky sú nosiče veľmi rýchlo generované ich paralelným výpočtom pri zvýšených plošných nákladoch.
Stromové štruktúry prenosu šírenia a generovania signálov sú znázornené na obrázku nižšie. V tejto sčítačke je sieť generovania Carry veľmi významným blokom, ktorý obsahuje tri bloky; Čierna bunka, šedá bunka a vyrovnávacia pamäť. Čierne farebné bunky sa teda používajú hlavne pri výpočte generovaných a šírených signálov, sivé bunky sa používajú hlavne pri výpočte generovaných signálov, ktoré sú potrebné pri výpočte súčtu v štádiu postprocesingu a vyrovnávacie pamäte sa používajú hlavne na vyváženie zaťažovací efekt.
Ako funguje Kogge Stone Adder?
Sčítačka Kogge-Stone interne sleduje bity „generovať“ a „propagovať“ pre rozpätia bitov, ktoré sú podobné všetkým sčítačom typu carry-lookahead. Začneme s 1-bitovými rozpätiami, vždy keď jeden stĺpec v rámci sčítania vytvára prenosový bit, keď sú oba vstupy 1 (logický AND) a prenosový bit sa bude šíriť, ak je presne jeden vstup 1 (logický XOR). Kogge-Stone Adder teda obsahuje hlavne tri stupne spracovania na výpočet súčtových bitov; fáza predbežného spracovania, sieť na generovanie prenosu a fáza následného spracovania. Takže tieto tri kroky sa týkajú hlavne tejto operácie sčítačky. Tieto tri fázy sú diskutované nižšie.
Fáza predbežného spracovania
Táto fáza predbežného spracovania zahŕňa výpočet generovaných aj šírených signálov ekvivalentných každému páru bitov v rámci A a B.
Pi = Ai x Bi
Gi = Ai a Bi
Carry Generation Network
Vo fáze generovania prenosu vypočítame prenosy ekvivalentné každému bitu. Takže tieto operácie môžu byť vykonávané paralelne. Po vykonaní paralelného výpočtu sú tieto rozdelené na menšie časti. Ako medziľahlé signály využíva prenos a generovanie signálov, ktoré sú špecifikované nižšie uvedenými logickými rovnicami.
CPi:j = Pi:k + 1 a Pk:j
CGi:j = Gi:k + 1 alebo (Pi:k + 1 a Gk:j)
Post Processing
Táto fáza následného spracovania je veľmi bežná pre všetky sčítačky rodiny prenosu dopredu a zahŕňa výpočet súčtových bitov.
Ci – 1 = (Pi a Cin) alebo Gi
Si = Pi = x alebo Ci – 1
4-bitový Kogge-Stone Adder
V 4-bitovej sčítačke Kogge-Stone každý vertikálny stupeň generuje bit „propagovať“ a „generovať“. Prenosy sú generované v záverečnej fáze, kde sú tieto bity XOR cez prvé šírenie po vstupe do štvorcových políčok na generovanie súčtu bitov.
Napríklad; ak je šírenie vypočítané pomocou XOR, keď A=1 & B=0, potom generuje šírenie o/p ako 1. Tu možno vygenerovanú hodnotu vypočítať pomocou AND, keď A = 1, B = 0 a generovanie o/p hodnota je 0. Podobne sú všetky bity súčtu vypočítané pre vstupy: A = 1011 & B = 1100 Výstupy, potom suma = 0111 a Cout = 1. V tomto sčítaní pokračujte s piatimi výstupmi v nižšie uvedenom rozšírení.
S0 = (A0 ^ B0) ^ 𝐶𝐼𝑁.
S1 = (A1 ^ B1) ^ (A0 & B0).
S2 = (A2 ^ B2) ^ (((A1 ^ B1) & (A0 & B0)) | (A1 & B1)).
S3 = (A3 ^ B3) ^ ((((A2 ^ B2) & (A1 ^ B1)) & (A0 & B0)) | (((A2 ^ B2) & (A1 & B1)) | (A2 &
B2))).
S4 = (A4 ^ B4) ^ ((((A3 ^ B3) & (A2 ^ B2)) & (A1 & B1)) | (((A3 ^ B3) & (A2 & B2)) | (A3 & B3 ))).
Výhody a nevýhody
The výhody pridania Kogge Stone zahŕňajú nasledujúce.
- Kogge kamenná sčítačka je veľmi rýchlejšia
- Toto je pokročilá verzia pre paralelné sčítačky predpôn
- Táto sčítačka pomáha znižovať spotrebu energie, ako aj oneskorenie v porovnaní s inou logikou bežného typu.
- Zameriava sa na čas návrhu a je najlepší pre vysokovýkonné aplikácie.
- Táto sčítačka je na FIR filtri v porovnaní s inými druhmi sčítačiek veľmi efektívna vďaka obrovskému zníženiu výpočtového výkonu, plochy a času.
The nevýhody Kogge-stone addre zahŕňajú nasledujúce.
- Táto sčítačka využíva na implementáciu väčšiu plochu v porovnaní so sčítačkou Brent–Kung, aj keď má v každej fáze menej vejárovitosti, čo zvyšuje typické CMOS výkon procesného uzla.
- Pre sčítačky Kogge-Stone je často problémom preťaženie elektroinštalácie.
Aplikácie
Aplikácie sčítačky Kogge–Stone zahŕňajú nasledujúce.
- Sčítačka Kogge Stone sa používa v rôznych procesoroch na spracovanie signálu na vykonávanie veľmi rýchlych aritmetických funkcií.
- Toto je rozšírenie pre doprednú sčítačku, ktorá sa používa na vykonávanie veľmi rýchleho pridávania v rámci vysokovýkonných počítačových systémov.
- Tento typ sčítačky sa používa v aplikáciách na spracovanie signálov.
- Táto sčítačka je široko používaná v priemysle hlavne pre vysokovýkonné aritmetické obvody.
- Tento druh sčítačky sa bežne používa pre široké sčítačky, pretože vykazuje najmenšie oneskorenie medzi ostatnými štruktúrami.
- KSA pomáha pri pridávaní väčších čísel tým, že využíva menšiu plochu, výkon a čas.
- Široko sa používa v rôznych systémoch VLSI, ako napr mikroprocesor architektúra a architektúra DSP špecifická pre aplikáciu.
Čo je sčítačka paralelnej predpony?
Paralelná sčítačka predpôn je typ sčítačky, ktorý na efektívne sčítanie používa operáciu s predponou. Tieto sčítačky sú odvodené od sčítačky na predvídanie a sú vhodné na binárne sčítanie cez široké slovo.
Ktorá sčítačka je vhodná na rýchle pridávanie?
Prenosová sčítačka je vhodná na rýchle pridávanie v digitálnej logike, pretože táto sčítačka jednoducho zvyšuje rýchlosť znížením množstva potrebného času na rozhodnutie o prenose bitov.
Čo je Kogge-Stone sčítací algoritmus?
Algoritmus sčítačky Kogge-Stone je štruktúrou paralelnej predpony CLA, ktorá má v každej fáze nízky vejár, aby bola efektívnejšia v normálnych procesných uzloch CMOS.
Teda toto je prehľad sčítačky Kogge-Stone čo je najznámejšia verzia s doprednou výbavou. Táto sčítačka jednoducho vytvára prenosové signály v čase O (log2N) a je všeobecne považovaná za najlepší dizajn sčítačky. Táto sčítačka má teda najčastejšiu architektúru hlavne pre vysokovýkonné sčítačky v rámci odvetvia. Toto KSA teda obsahuje pravidelné rozloženie a je špeciálnou výbavou kvôli jeho najmenšiemu vejáru alebo najmenšej logickej hĺbke. Takže z tejto sčítačky sa stáva veľmi rýchla sčítačka s veľkou plochou. Tu je otázka pre vás, čo je to zmievka na nosenie?
