ลองใช้เครื่องมือของเราเพื่อกำจัดปัญหา

เลือกระบบปฏิบัติการ เลือกโปรแกรมการฉาย (ทางเลือก)

อธิบายปัญหาของคุณ

แอดเดอร์คือวงจรดิจิทัลประเภทหนึ่งในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลที่ใช้ในการดำเนินการเพิ่มเติม แม้แต่การดำเนินการคูณก็ยังขึ้นอยู่กับลำดับของการดำเนินการนี้เป็นหลัก ดังนั้นสิ่งเหล่านี้จึงสามารถนำไปใช้ได้อย่างง่ายดายในรูปแบบที่แตกต่างกันด้วยเทคโนโลยีที่แตกต่างกันในสถาปัตยกรรมที่แตกต่างกัน การออกแบบตัวบวกความเร็วสูงและเชื่อถือได้เป็นวัตถุประสงค์หลักในแอปพลิเคชันแบบฝังและการกรอง มีแอดเดอร์หลายประเภทให้เลือกเช่น ระลอกพกพา adder , Adder Kogge-stone, Adder Spanning Tree, Brent kung adder, Adder คำนำหน้าแบบขนาน, Adder มองไปข้างหน้า, Adder แบบ Sparse kogge-stone ฯลฯ บทความนี้จะกล่าวถึงภาพรวมของ ค็อกเก้ สโตน แอดเด r หรือ KSA

Kogge Stone Adder คืออะไร?

Kogge–Stone adder หรือ KSA เป็นรูปแบบคำนำหน้าคู่ขนานของ CLA (ตัวบวกแบบแครี่-ลุคอะเฮด) - Adder นี้ใช้พื้นที่ในการดำเนินการมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ Brent–Kung Adder แม้ว่าจะมีการกระจายที่ต่ำในทุกขั้นตอน ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของโหนดกระบวนการ CMOS ทั่วไป แต่ความแออัดของสายไฟมักเป็นปัญหาสำหรับ KSA

Kogge Stone adder หรือ KSA เป็นตัวบวกที่รวดเร็วมากที่ใช้ในการประมวลผลสัญญาณต่างๆ โปรเซสเซอร์ (SPP) เพื่อทำหน้าที่ทางคณิตศาสตร์ที่ดีที่สุด ดังนั้นความเร็วในการทำงานของ adder นี้สามารถถูกจำกัดได้โดยการขยายพันธุ์จากอินพุตไปยังเอาต์พุต โดยทั่วไป KSA เป็นตัวบวกคำนำหน้าแบบขนานที่มีความพิเศษในการบวกที่ดีที่สุดขึ้นอยู่กับเวลาการออกแบบ ซึ่งใช้สำหรับวงจรเลขคณิตที่มีประสิทธิภาพสูงภายในอุตสาหกรรม

แผนภาพวงจร Kogge Stone Adder

แผนภาพ Kogge-Stone Adder แสดงอยู่ด้านล่าง Adder ประเภทนี้ถือเป็นการออกแบบ Adder สถาปัตยกรรมที่เร็วและแพร่หลายที่สุด โดยหลักๆ แล้วสำหรับ Adder ที่มีประสิทธิภาพสูงภายในอุตสาหกรรม ใน adder ประเภทนี้ ตัวพาหะจะถูกสร้างขึ้นอย่างรวดเร็วโดยการคำนวณแบบขนานด้วยต้นทุนพื้นที่ที่เพิ่มขึ้น

โครงสร้างแบบทรีของการแพร่กระจายและสร้างสัญญาณแสดงอยู่ในแผนภาพด้านล่าง ในตัวเสริมนี้ เครือข่ายการสร้าง Carry เป็นบล็อกที่สำคัญมากซึ่งประกอบด้วยสามบล็อก เซลล์สีดำ เซลล์สีเทา และบัฟเฟอร์ ดังนั้นเซลล์สีดำจึงถูกนำมาใช้เป็นหลักในการคำนวณทั้งการสร้างและเผยแพร่สัญญาณ เซลล์สีเทาส่วนใหญ่จะใช้ในการคำนวณการสร้างสัญญาณซึ่งจำเป็นในการคำนวณผลรวมภายในขั้นตอนหลังการประมวลผล และบัฟเฟอร์ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการปรับสมดุล กำลังโหลดเอฟเฟกต์

โครงสร้างต้นไม้ KSA

Kogge Stone Adder ทำงานอย่างไร

Adder Kogge-Stone ติดตามบิต 'สร้าง' และ 'เผยแพร่' ภายในสำหรับช่วงของบิตที่คล้ายกับ adders Carry-lookahead ทั้งหมด เราเริ่มต้นด้วยสแปน 1 บิต โดยที่คอลัมน์เดียวภายในส่วนเพิ่มเติมจะสร้างบิตพกพาเมื่ออินพุตทั้งสองเป็น 1 (ตรรกะ AND) และบิตพกพาจะแพร่กระจายหากอินพุตหนึ่งอินพุตแม่นยำคือ 1 (XOR แบบลอจิคัล) ดังนั้น Kogge-Stone Adder จึงรวมขั้นตอนการประมวลผลสามขั้นตอนหลักสำหรับการคำนวณผลรวมบิต ขั้นตอนก่อนการประมวลผล เครือข่ายการสร้าง Carry และขั้นตอนหลังการประมวลผล ดังนั้นทั้งสามขั้นตอนนี้จึงเกี่ยวข้องกับการดำเนินการ adder นี้เป็นหลัก ทั้งสามขั้นตอนนี้จะกล่าวถึงด้านล่างนี้

ขั้นตอนการประมวลผลล่วงหน้า

ขั้นตอนการประมวลผลล่วงหน้านี้เกี่ยวข้องกับการคำนวณทั้งสัญญาณที่สร้างขึ้นและแพร่กระจายซึ่งเทียบเท่ากับทุกคู่ของบิตภายใน A และ B

พาย = ไอ x บี
กี = ไอ และ บี

เครือข่ายการสร้างแครี่

ในขั้นการพกพา เราคำนวณการพกพาที่เทียบเท่ากับทุกบิต ดังนั้นการดำเนินการเหล่านี้จึงสามารถดำเนินการควบคู่กันไปได้ หลังจากดำเนินการคำนวณแบบคู่ขนานแล้ว สิ่งเหล่านี้จะถูกแบ่งออกเป็นส่วนย่อยๆ ในฐานะที่เป็นสัญญาณระดับกลาง มันใช้การแพร่กระจายและสร้างสัญญาณที่ระบุโดยสมการลอจิกด้านล่าง

CPi:j = Pi:k + 1 และ Pk:j
CGi:j = Gi:k + 1 หรือ (Pi:k + 1 และ Gk:j)

“เทสลาคอยล์คืออะไร ”

โพสต์การประมวลผล

ขั้นตอนหลังการประมวลผลนี้เป็นเรื่องปกติมากสำหรับ family adders แบบ look-ahead และเกี่ยวข้องกับการคำนวณผลรวมบิต

“ความแตกต่างระหว่าง pnp และ npn ”

Ci – 1 = (Pi และ Cin) หรือ Gi
ศรี = Pi = x หรือ Ci – 1

Kogge-Stone Adder 4 บิต

ใน Adder Kogge-Stone แบบ 4 บิต ทุกขั้นตอนในแนวตั้งจะสร้างบิต 'เผยแพร่' และ 'สร้าง' การพกพาจะถูกสร้างขึ้นในขั้นตอนสุดท้ายโดยที่บิตเหล่านี้เป็น XOR ผ่านการเผยแพร่ครั้งแรกหลังจากอินพุตภายในกล่องสี่เหลี่ยมเพื่อสร้างบิตรวม

Kogge Stone Adder 4 บิต

ตัวอย่างเช่น; หากการเผยแพร่ถูกคำนวณโดย XOR เมื่อ A=1 & B=0 ดังนั้น มันจะสร้างการเผยแพร่ o/p เป็น 1 ที่นี่ ค่าที่สร้างสามารถคำนวณได้ด้วย AND เมื่อ A = 1, B = 0 และการสร้าง ค่า o/p เท่ากับ 0 ในทำนองเดียวกัน บิตผลรวมทั้งหมดจะถูกคำนวณสำหรับอินพุต: A = 1011 & B = 1100 เอาท์พุต จากนั้นให้ผลรวม = 0111 และมี Cout = 1 ในตัวบวกนี้ให้ดำเนินการกับเอาท์พุตทั้ง 5 ตัวในส่วนขยายด้านล่าง

S0 = (A0 ^ B0) ^ 𝐶𝐼𝑁.
S1 = (A1 ^ B1) ^ (A0 และ 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 ))).

ข้อดีและข้อเสีย

ที่ ข้อดีของแอดเดอร์ Kogge Stone รวมสิ่งต่อไปนี้

Kogge stone adder เป็น adder ที่เร็วกว่ามาก
นี่เป็นเวอร์ชันขั้นสูงสำหรับตัวบวกคำนำหน้าแบบขนาน
ตัวบวกนี้ช่วยลดการใช้พลังงานและความล่าช้าเมื่อเปรียบเทียบกับลอจิกประเภททั่วไปอื่นๆ
โดยเน้นไปที่เวลาในการออกแบบ และเหมาะที่สุดสำหรับแอปพลิเคชันที่มีประสิทธิภาพสูง
Adder นี้สร้างมาอย่างมีประสิทธิภาพมากบนตัวกรอง FIR เมื่อเปรียบเทียบกับ Adder ประเภทอื่นๆ โดยลดกำลังการคำนวณ พื้นที่ และเวลาลงอย่างมาก

ที่ ข้อเสียของ Adder Kogge-stone รวมสิ่งต่อไปนี้

Adder นี้ใช้พื้นที่ในการดำเนินการมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ Brent–Kung Adder แม้ว่าจะมีการกระจายน้อยกว่าในทุกขั้นตอน ซึ่งช่วยปรับปรุงลักษณะทั่วไป ซีมอส ประสิทธิภาพของโหนดกระบวนการ
สำหรับ Kogge–Stone adders ความแออัดของสายไฟมักเป็นปัญหา

การใช้งาน

การใช้งานของ Adder Kogge–Stone มีดังต่อไปนี้

Kogge Stone adder ใช้ในโปรเซสเซอร์ประมวลผลสัญญาณต่างๆ เพื่อทำหน้าที่ทางคณิตศาสตร์ที่รวดเร็วมาก
นี่เป็นส่วนขยายสำหรับตัวบวกแบบมองไปข้างหน้าแบบพกพา ซึ่งใช้ในการเพิ่มอย่างรวดเร็วภายในระบบคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง
Adder ประเภทนี้ใช้ในแอปพลิเคชันประมวลผลสัญญาณ
สารบวกนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมโดยเฉพาะสำหรับวงจรเลขคณิตที่มีประสิทธิภาพสูง
โดยปกติแล้ว Adder ประเภทนี้จะใช้กับ Adder แบบกว้าง เนื่องจากแสดงให้เห็นความล่าช้าที่ต่ำที่สุดระหว่างโครงสร้างอื่นๆ
KSA ช่วยในการบวกจำนวนที่มากขึ้นโดยใช้พื้นที่ พลังงาน และเวลาน้อยลง
มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบ VLSI ต่างๆ เช่น ไมโครโปรเซสเซอร์ สถาปัตยกรรมและสถาปัตยกรรม DSP เฉพาะแอปพลิเคชัน

Adder คำนำหน้าแบบขนานคืออะไร

ตัวบวกคำนำหน้าแบบขนานคือตัวบวกประเภทหนึ่งที่ใช้การทำงานของคำนำหน้าเพื่อดำเนินการเพิ่มอย่างมีประสิทธิภาพ ตัวบวกเหล่านี้ได้มาจากตัวบวกแบบ Carry look-ahead และเหมาะสำหรับการบวกแบบไบนารีผ่านคำที่กว้าง

สารบวกชนิดใดที่เหมาะกับการเติมอย่างรวดเร็ว?

ตัวบวกแบบ Carry-lookahead เหมาะสำหรับการบวกอย่างรวดเร็วในลอจิกดิจิทัล เนื่องจากตัวบวกนี้เพียงเพิ่มความเร็วโดยการลดระยะเวลาที่จำเป็นในการตัดสินใจในการพกพาบิต

อัลกอริธึม Adder Kogge-Stone คืออะไร

อัลกอริธึม Kogge-Stone adder เป็นโครงสร้างของ CLA คำนำหน้าแบบขนานที่มีการกระจายออกต่ำในทุกขั้นตอน เพื่อให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นในโหนดกระบวนการ CMOS ปกติ

อย่างนี้นี่เอง ภาพรวมของแอดเดอร์ Kogge-Stone ซึ่งเป็นเวอร์ชันบวกแบบมองไปข้างหน้าที่รู้จักกันดีที่สุด Adder นี้สร้างสัญญาณพกพาภายในเวลา O (log2N) และได้รับการพิจารณาอย่างกว้างขวางว่าเป็นการออกแบบ Adder ที่ดีที่สุด ดังนั้น Adder นี้จึงมีสถาปัตยกรรมที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับ Adder ที่มีประสิทธิภาพสูงภายในอุตสาหกรรมเป็นหลัก ดังนั้น KSA นี้จึงรวมโครงร่างปกติและเป็นส่วนเสริมพิเศษเนื่องจากมีการกระจายออกน้อยที่สุดหรือมีความลึกของลอจิกน้อยที่สุด ดังนั้นแอดเดอร์นี้จึงกลายเป็นแอดเดอร์ที่รวดเร็วมากโดยมีพื้นที่ขนาดใหญ่ นี่คือคำถามสำหรับคุณ Carry Look-Ahead Adder คืออะไร?