邏(luo)輯電(dian)路(lu)可以依(yi)靠紋波(bo)進(jin)位(wei)加法器將(jiang) n 位(wei)值(zhi)加在(zai)壹起(qi)。因此，這(zhe)種(zhong)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)實(shi)現在許多應(ying)用(yong)中提(ti)供了有(you)用(yong)的功(gong)能(neng)。然(ran)而，由(you)於(yu)計(ji)算過(guo)程緩(huan)慢(man)，它也(ye)表現出延(yan)遲的性能(neng)。這(zhe)通(tong)常涉(she)及(ji)等待(dai)每(mei)個全(quan)加器(qi)級將(jiang)位(wei)紋波(bo)到(dao)下壹個全(quan)加器(qi)級。這樣的過(guo)程不斷(duan)重復(fu)，直到(dao)結(jie)束，提(ti)供結(jie)果。  

 理(li)解(jie)紋波(bo)進(jin)位(wei)加法器似(si)乎(hu)有(you)點(dian)令(ling)人困(kun)惑。考慮到這壹點(dian)，我(wo)們將(jiang)這篇(pian)文(wen)章放(fang)在壹(yi)起(qi)，以幫(bang)助您(nin)獲得(de)有(you)關此主(zhu)題的更(geng)多(duo)知(zhi)識(shi)。讓我(wo)們開始吧！

什(shen)麽(me)是波紋進(jin)位(wei)加法器？

  紋波(bo)進(jin)位(wei)加法器用(yong)作數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)，將(jiang)兩個二進(jin)制(zhi) n 位(wei)數(shu)字(zi)相(xiang)加並(bing)提(ti)供結(jie)果。它的(de)結(jie)構由(you)幾(ji)個全(quan)加器(qi)組成(cheng)，每(mei)個全(quan)加器(qi)以級聯設(she)置連(lian)接(jie)。以這種(zhong)方(fang)式(shi)，全(quan)加器(qi)的進(jin)位(wei)輸(shu)出(chu)連(lian)接(jie)到(dao)下(xia)壹(yi)個全(quan)加器(qi)輸(shu)入(ru)。

 4 位(wei)紋波(bo)攜(xie)帶加法器的(de)示(shi)意圖(tu)。 

資料來(lai)源(yuan)：維基共(gong)享資源(yuan)

全加器(qi)代(dai)表壹(yi)個邏(luo)輯電(dian)路(lu)，旨(zhi)在(zai)將(jiang)三(san)個輸(shu)入(ru)相(xiang)加，同(tong)時生成(cheng)兩(liang)個輸(shu)出(chu)。更(geng)具(ju)體(ti)地說(shuo)，兩(liang)個輸(shu)入(ru)用(yong)作 A 和(he) B，而第(di)三(san)個輸(shu)入(ru)表(biao)示(shi)壹(yi)個進(jin)位(wei)位(wei)。(C-IN) 同(tong)時，壹(yi)個輸(shu)出(chu)代(dai)表進(jin)位(wei)輸(shu)出(chu)位(wei)(C-OUT)，另(ling)壹(yi)個代(dai)表求(qiu)和位(wei)(S)。最終(zhong)，全(quan)加器(qi)電(dian)路(lu)可以連(lian)接(jie)到(dao)八個輸(shu)入(ru)以形成(cheng)壹(yi)個字(zi)節寬的(de)加法器。這(zhe)將(jiang)壹個進(jin)位(wei)位(wei)從(cong)壹(yi)個加法器級聯到(dao)下(xia)壹(yi)個。將(jiang)兩個半(ban)加器(qi)電(dian)路(lu)連(lian)接(jie)在(zai)壹(yi)起(qi)將(jiang)形成(cheng)壹(yi)個全(quan)加器(qi)。

壹個完(wan)整(zheng)的(de)加法器邏(luo)輯圖(tu) 

資料來(lai)源(yuan)：維基共(gong)享資源(yuan)

紋波(bo)進(jin)位(wei)加法器工(gong)作原理(li) 

每(mei)個進(jin)位(wei)通(tong)過(guo)壹個全(quan)加器(qi)級生成(cheng)，然(ran)後(hou)通過(guo)其輸(shu)入(ru)進(jin)入(ru)下(xia)壹個全(quan)加器(qi)。整(zheng)個過(guo)程繼(ji)續進(jin)行，直到(dao)到(dao)達最終(zhong)的(de)全加器(qi)。結(jie)果，每(mei)個進(jin)位(wei)輸(shu)出(chu)位(wei)波(bo)紋到(dao)下(xia)壹個全(quan)加器(qi)級。總(zong)的(de)來(lai)說(shuo)，最關鍵(jian)的(de)操(cao)作是(shi)將(jiang)每(mei)個輸(shu)入(ru)位(wei)序(xu)列(lie)加在(zai)壹起(qi)，例(li)如(ru) 4 位(wei)加法器、8 位(wei)加法器、16 位(wei)加法器等(deng)。

由(you)於(yu)邏(luo)輯電(dian)路(lu)的傳(chuan)播延(yan)遲，在進(jin)位(wei)階(jie)段結(jie)束之前(qian)，總(zong)和(he)和(he)進(jin)位(wei)位(wei)保(bao)持無效。由(you)於(yu)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)之(zhi)間(jian)經過(guo)的時(shi)間(jian)量(liang)，通常會發(fa)生傳(chuan)播延(yan)遲。例(li)如(ru)，當非(fei)門(men)輸(shu)入(ru)設(she)置為(wei) 0 時，輸(shu)出(chu)將(jiang)配(pei)置為 1，等等。傳(chuan)播延(yan)遲定義了輸(shu)出(chu)設(she)置為(wei)零(ling)和輸(shu)入(ru)配(pei)置為 1 之間經過(guo)的時(shi)間(jian)。此外(wai)，進位(wei)傳(chuan)播延(yan)遲定義了接(jie)收(shou)進(jin)位(wei)信(xin)號(hao)和執行進位(wei)信(xin)號(hao)之間(jian)經過(guo)的時(shi)間(jian)。

波紋進(jin)位(wei)加法器真(zhen)值表

的(de)真(zhen)值(zhi)表，如(ru)下(xia)所(suo)示(shi)，確定用(yong)於在(zai)壹個脈(mai)動(dong)進(jin)位(wei)加法器的(de)所(suo)有(you)輸(shu)入(ru)中(zhong)的(de)每(mei)個輸(shu)出(chu)值(zhi)。

漣漪(yi)帶(dai)有(you)加法器真(zhen)值表。

波(bo)紋進(jin)位(wei)加法器 VHDL 代(dai)碼和(he) Verilog 代(dai)碼

要(yao)實(shi)現紋波(bo)進(jin)位(wei)加法器，您(nin)將(jiang)需要(yao)VHDL 代(dai)碼和(he) Verilog 代(dai)碼。提(ti)供了兩(liang)個示(shi)例(li)。第(di)壹(yi)個涉(she)及(ji)兩位(wei)紋波(bo)進(jin)位(wei)加法器。同(tong)時，另(ling)壹個示(shi)例(li)產生壹(yi)個紋波(bo)進(jin)位(wei)加法器，它收(shou)集每(mei)個輸(shu)入(ru)寬(kuan)度作為參(can)數(shu)。

紋波(bo)進(jin)位(wei)加法器應(ying)用(yong)

時鐘(zhong)包含壹(yi)個紋波(bo)進(jin)位(wei)加法器

• 對(dui)兩個 N 位(wei)值(zhi)執行加法

• 數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)和(he)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)

• 計(ji)時器

• 計(ji)算器

• 時鐘(zhong)
  

Ripple Carries Adder的(de)優(you)缺點(dian)

好處(chu)

紋波(bo)進(jin)位(wei)加法器並(bing)不昂貴。 

資料來(lai)源(yuan)：維基共(gong)享資源(yuan) 

• 通過(guo) n 位(wei)加法提(ti)供準確的結(jie)果

• 簡單(dan)的設(she)計(ji)和開發(fa)過(guo)程

• 物美價(jia)廉

缺點(dian)

延(yan)遲會對(dui)其整(zheng)體(ti)功(gong)能(neng)造(zao)成(cheng)不便(bian)

• 它壹(yi)次只允(yun)許壹個全(quan)加器(qi)運行

• 進位(wei)延(yan)遲導(dao)致它運行緩慢(man)

進位(wei)前(qian)瞻加法器

進(jin)位(wei)超(chao)前(qian)邏(luo)輯在(zai)達(da)到(dao)總(zong)和(he)之(zhi)前(qian)計(ji)算進位(wei)位(wei)，有(you)效地減少了(le)時(shi)間(jian)延(yan)遲。這發(fa)生在(zai)通過(guo)兩種(zhong)方(fang)法生成(cheng)進(jin)位(wei)信(xin)號(hao)之後(hou)。第(di)壹(yi)個涉(she)及(ji)等於(yu) 1 的 a 和(he) b 位(wei)。同(tong)時，第(di)二種(zhong)方(fang)法涉(she)及(ji)進位(wei)和(he)等(deng)於(yu) 1 的(de) a 或 b 位(wei)。這(zhe)些(xie)位(wei)在(zai)前(qian)壹(yi)級實(shi)現，而進(jin)位(wei)在(zai)加法器的(de)開頭開(kai)始(shi)。

進位(wei)前(qian)瞻加法器原理(li)圖(tu)。 

資料來(lai)源(yuan)：維基共(gong)享資源(yuan)

在紋波(bo)進(jin)位(wei)加法器中(zhong)，每(mei)個全(quan)加器(qi)在計(ji)算總(zong)和(he)之(zhi)前(qian)將(jiang)進位(wei)位(wei)處(chu)理(li)到(dao)下壹(yi)個加法器。因(yin)此，該過(guo)程會(hui)導(dao)致很長(chang)的(de)延(yan)遲。

 概括(kuo)

總(zong)的(de)來(lai)說(shuo)，進(jin)位(wei)紋波(bo)加法器提(ti)供了在(zai)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)中將(jiang)兩個 n 位(wei)數(shu)字(zi)相(xiang)加的(de)能(neng)力(li)。盡(jin)管過(guo)程緩(huan)慢(man)，但它仍(reng)然(ran)具有(you)有(you)用(yong)的應(ying)用(yong)程序(xu)，這(zhe)些(xie)應(ying)用(yong)程序(xu)本(ben)質(zhi)上(shang)有(you)助於數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)。以這種(zhong)方(fang)式(shi)，紋波(bo)進(jin)位(wei)加法器將(jiang)進位(wei)位(wei)紋波(bo)到(dao)每(mei)個全(quan)加器(qi)級，直到(dao)它到(dao)達最後(hou)的全(quan)加器(qi)。此時(shi)，它將(jiang)執行所(suo)需的(de)計(ji)算。但是，進(jin)位(wei)超(chao)前(qian)加法器可(ke)以更快地完成(cheng)此(ci)計(ji)算，因為它使用(yong)了不同(tong)的技(ji)術。從而減少延(yan)遲時間(jian)。

您(nin)對(dui)紋波(bo)進(jin)位(wei)加法器有(you)任何(he)疑(yi)問嗎？請(qing)隨(sui)時(shi)與我(wo)們聯系(xi)！