并行进位加法器原理是什么?
用n位全加器实现两个n位操作数各位同时相加,这种加法器称为并行加法器。并行加法器中全加器的个数与操作数的位数相同。常用的并行加法器有行波进位(RIP)加法器、跳跃进位加法器(CSKA:Carry-SKip Adders)、进位选择加法器(CSLA:Caurry-SeLect AdderS)、超前进位加法器(CLA:Carry-Lookahead Adders)等。
并行进位加法器的原理在于,当相加的两位数字都为1时,可直接得出,必定有进位生成;当只有一个为1时,低位进位必定传递到高位进位;我们相应地设置两个函数:
前一个被称为,进位生成函数;后一个被称为进位传递函数。
我们依靠这两个函数,替换原本进位计算公式中的,就可以同时计算每一位的进位,不必等待低位的进位输入。如:
我们可以轻易得出,每一位的进位计算都只有与和或操作,那么计算所有的进位就只需要两级门延迟。
所有的可以同时计算,计算出所有的进位函数只需要1级门延迟。
计算所有的进位的同时,经过了级门延迟,这个时间正好可以计算出的异或。
然后,通过本位的计算公式,我们再将其与计算出来的进位异或,计算出本位,在经过级门延迟。
那么我们计算出所有的本位数字,理论上只需要级门延迟。
计算更多位数的全先行进位加法器就需要更多的输入端,但是理论上来说,总体时间依然不变。
串行进位加法器和并行进位加法器的区别是什么?
区别:
1、各触发器是否同时翻转不同。并行进位方式实际上就是同步计数,时钟脉冲同时作用于各个触发器,各触发器状态的变换与计数脉冲同步;而串行进位方式实际上就是异步计数,内部各触发器的时钟脉冲端CP不全都连接在一起,因此各触发器的翻转时刻有先有后。
2、各触发器时钟信号不同。同步计数各触发器时钟信号均为系统时钟;异步计数各触发器时钟信号分别为上一个触发起的同向输出或反向输出端。
3、接线方式不同。并行进位方式的工作速度快,但接线较复杂;串行进位方式线路联接简单,但工作速度较慢。
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