กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

ตัวบวกแบบเลือกตัวทด

ในทางอิเล็กทรอนิกส์ วงจรบวกแบบเลือกตัวทด (carry-select adder) เป็นวิธีการเฉพาะในการสร้าง วงจรบวก ซึ่งเป็นองค์ประกอบตรรกะที่คำนวณผลรวมบิตของตัวเลขสองบิต...

ตัวบวกแบบเลือกตัวทด

ในทางอิเล็กทรอนิกส์วงจรบวกแบบเลือกตัวทด (carry-select adder)เป็นวิธีการเฉพาะในการสร้างวงจรบวกซึ่งเป็นองค์ประกอบตรรกะที่คำนวณผลรวมบิตของตัวเลขสองบิต วงจรบวกแบบเลือกตัวทดนี้เรียบง่ายแต่ค่อนข้างเร็ว โดยมีความลึกของระดับเกตเท่ากับ

การก่อสร้าง

วงจรบวกแบบเลือกตัวทด (carry-select adder) โดยทั่วไปประกอบด้วยวงจรบวกแบบริปเปิลแครี่ (ripple-carry adder) และมัลติเพล็กเซอร์ การบวกเลขสองจำนวน n บิตด้วยวงจรบวกแบบเลือกตัวทดจะทำโดยใช้ตัวบวกสองตัว (ดังนั้นจึงใช้ตัวบวกแบบริปเปิลแครี่สองตัว) เพื่อทำการคำนวณสองครั้ง ครั้งหนึ่งโดยสมมติว่าตัวทดเข้าเป็นศูนย์ และอีกครั้งโดยสมมติว่าจะเป็นหนึ่ง หลังจากคำนวณผลลัพธ์ทั้งสองแล้ว ผลรวมที่ถูกต้อง รวมทั้งตัวทดออกที่ถูกต้อง จะถูกเลือกด้วยมัลติเพล็กเซอร์เมื่อทราบค่าตัวทดเข้าที่ถูกต้องแล้ว

จำนวนบิตในแต่ละบล็อกเลือกตัวทดสามารถเป็นแบบสม่ำเสมอหรือแบบแปรผันได้ ความล่าช้าที่เหมาะสมที่สุดเกิดขึ้นเมื่อใช้ขนาดบล็อกแบบแปรผัน[ 1 ] เมื่อเป็นแบบแปรผัน ขนาดบล็อกควรมีความล่าช้าตั้งแต่การบวกอินพุต A และ B ไปจนถึงตัวทดออก เท่ากับความล่าช้าของโซ่มัลติเพล็กเซอร์ที่นำไปสู่บล็อกนั้น เพื่อให้ตัวทดออกถูกคำนวณได้ทันเวลาความล่าช้านี้ได้มาจากการกำหนดขนาดแบบสม่ำเสมอ โดยที่จำนวนองค์ประกอบฟูลแอดเดอร์ที่เหมาะสมต่อบล็อกจะเท่ากับรากที่สองของจำนวนบิตที่ถูกบวก เนื่องจากจะทำให้ได้จำนวนความล่าช้าของ MUX ที่เท่ากัน

ส่วนประกอบพื้นฐาน

ด้านบนคือส่วนประกอบพื้นฐานของตัวบวกแบบเลือกตัวทด (carry-select adder) โดยมีขนาดบล็อก 4 บิต ตัวบวกแบบริปเปิลแครี่ (ripple-carry adder) 4 บิตสองตัวถูกมัลติเพล็กซ์เข้าด้วยกัน โดยบิตตัวทดและบิตผลรวมที่ได้จะถูกเลือกจากบิตตัวทดขาเข้า (carry-in) เนื่องจากตัวบวกแบบริปเปิลแครี่ตัวหนึ่งสมมติว่าบิตตัวทดขาเข้าเป็น 0 และอีกตัวหนึ่งสมมติว่าบิตตัวทดขาเข้าเป็น 1 การเลือกตัวบวกที่มีสมมติฐานที่ถูกต้องผ่านบิตตัวทดขาเข้าจริงจะให้ผลลัพธ์ที่ต้องการ

ตัวบวกขนาดสม่ำเสมอ

สามารถสร้างวงจรบวกแบบเลือกตัวทด (carry-select adder) ขนาด 16 บิต ที่มีขนาดบล็อกสม่ำเสมอ 4 ได้โดยใช้บล็อกเหล่านี้ 3 บล็อก และวงจรบวกแบบทดต่อเนื่อง (ripple-carry adder) ขนาด 4 บิต เนื่องจากทราบค่าตัวทดเข้า (carry-in) ตั้งแต่เริ่มต้นการคำนวณ จึงไม่จำเป็นต้องใช้บล็อกเลือกตัวทดสำหรับ 4 บิตแรก เวลาหน่วงของวงจรบวกนี้จะเท่ากับเวลาหน่วงของวงจรบวกเต็มรูปแบบ 4 เท่า บวกกับเวลาหน่วงของ MUX อีก 3 เท่า

ตัวบวกขนาดแปรผัน

สามารถสร้างตัวบวกแบบเลือกตัวทด 16 บิตที่มีขนาดแปรผันได้ในทำนองเดียวกัน ที่นี่เราแสดงตัวบวกที่มีขนาดบล็อก 2-2-3-4-5 ซึ่งเป็นตัวบวกแบบเลือกตัวทดที่มีขนาดแปรผันได้ชนิดพิเศษ เรียกว่าตัวบวกแบบเลือกตัวทดรากที่สอง[ 2 ]การแบ่งส่วนนี้เหมาะสมที่สุดเมื่อความล่าช้าของตัวบวกเต็มเท่ากับความล่าช้าของ MUX ซึ่งเป็นไปได้ยาก ความล่าช้าทั้งหมดคือความล่าช้าของตัวบวกเต็มสองเท่า และความล่าช้าของ MUX สี่เท่า เราพยายามทำให้ความล่าช้าผ่านโซ่ทดสองเส้นและความล่าช้าของตัวทดในขั้นตอนก่อนหน้าเท่ากัน

ตัวบวกผลรวมแบบมีเงื่อนไข

ตัวบวกผลรวม แบบมีเงื่อนไข[ 3 ]เป็นโครงสร้างแบบเรียกซ้ำตามตัวบวกแบบเลือกตัวทด ในตัวบวกผลรวมแบบมีเงื่อนไข ระดับ MUX จะเลือกระหว่าง อินพุต n/2บิตสองตัวที่สร้างขึ้นเป็นตัวบวกผลรวมแบบมีเงื่อนไข ระดับล่างสุดของต้นไม้ประกอบด้วยคู่ของตัวบวก 2 บิต (ตัวบวกครึ่งตัว 1 ตัวและตัวบวกเต็มตัว 3 ตัว) บวกกับมัลติเพล็กเซอร์บิตเดียว 2 ตัว

วงจรบวกผลรวมแบบมีเงื่อนไขประสบปัญหาการกระจายสัญญาณตัวทดระดับกลางที่กว้างมาก การกระจายสัญญาณนี้อาจสูงถึงn/2ในระดับสุดท้าย ซึ่งจะขับเคลื่อนมัลติเพล็กเซอร์ทั้งหมดจากไปยัง

เมื่อนำไปรวมกับโครงสร้างตัวบวกอื่นๆ

การออกแบบวงจรบวกแบบเลือกตัวทดสามารถเสริมด้วย โครงสร้าง วงจรบวกแบบมองล่วงหน้าตัวทดเพื่อสร้างอินพุต MUX ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพให้ดียิ่งขึ้นในฐานะวงจรบวกแบบขนานในขณะที่อาจลดพื้นที่ลงได้

ตัวอย่างหนึ่งแสดงอยู่ในบทความ เกี่ยวกับงูพิษ Kogge–Stone

อ่านเพิ่มเติม

  • Savard, John JG (2018) [2006]. "เทคนิคเลขคณิตขั้นสูง" . quadibloc . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2018-07-03 . สืบค้นเมื่อ 2018-07-16 .
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Carry-select_adder&oldid=1264602449 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ตัวบวกแบบเลือกตัวทด

ในทางอิเล็กทรอนิกส์ วงจรบวกแบบเลือกตัวทด (carry-select adder) เป็นวิธีการเฉพาะในการสร้าง วงจรบวก ซึ่งเป็นองค์ประกอบตรรกะที่คำนวณผลรวมบิตของตัวเลขสองบิต...

การก่อสร้าง

วงจรบวกแบบเลือกตัวทด (carry-select adder) โดยทั่วไปประกอบด้วย วงจรบวกแบบริปเปิลแครี่ (ripple-carry adder) และ มัลติเพล็ก เซอร์ การบวกเลขสองจำนวน n บิตด้วยวงจรบวกแบบเลือกตัวทดจะทำโดยใช้ตัวบวกสองตัว (ดังนั้นจึงใช้ตัวบวกแบบริปเปิลแครี่สองตัว)...

ตัวบวกผลรวมแบบมีเงื่อนไข

ตัวบวกผลรวม แบบ มีเงื่อนไข [ 3 ] เป็นโครงสร้างแบบเรียกซ้ำตามตัวบวกแบบเลือกตัวทด ในตัวบวกผลรวมแบบมีเงื่อนไข ระดับ MUX จะเลือกระหว่าง อินพุต n/2 บิตสองตัวที่สร้างขึ้นเป็นตัวบวกผลรวมแบบมีเงื่อนไข ระดับล่างสุดของต้นไม้ประกอบด้วยคู่ของตัวบวก 2 บิต (ตัวบวกครึ่งตัว...

เมื่อนำไปรวมกับโครงสร้างตัวบวกอื่นๆ

การออกแบบวงจรบวกแบบเลือกตัวทดสามารถเสริมด้วย โครงสร้าง วงจรบวกแบบมองล่วงหน้าตัวทด เพื่อสร้างอินพุต MUX ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพให้ดียิ่งขึ้นในฐานะวงจรบวกแบบขนานในขณะที่อาจลดพื้นที่ลงได้