V digitálna elektronika pridanie dvojbitových binárnych čísel je možné pomocou polovičná sčítačka . A ak má vstupná sekvencia trojbitovú postupnosť, potom je možné proces pridania dokončiť pomocou úplného sčítača. Pokiaľ je ale počet bitov viac vo vstupnej sekvencii, je možné proces dokončiť použitím polovičného sčítača. Pretože celá sčítačka nemôže byť schopná dokončiť operáciu pridania. Takže tieto nevýhody je možné prekonať pomocou aplikácie „Ripple Carry Adder“. Je to jedinečný typ logický obvod používa sa na sčítanie N-bitových čísel v digitálnych operáciách. Tento článok popisuje prehľad toho, čo je ripple-carry-adder a jeho fungovanie.

Čo je zvlnenie nosiča?

Štruktúra viacerých úplných sčítačov je kaskádovaná spôsobom, ktorý poskytuje výsledky pridania n-bitovej binárnej sekvencie. Tento sčítač obsahuje vo svojej štruktúre kaskádové úplné sčítače, prenos sa bude generovať v každej úplnej fáze sčítača v obvode sčítacieho zosilňovača. Tieto prenášané výstupy v každej fáze úplného sčítača sa preposielajú do svojej ďalšej úplnej sčítačky a tam sa uplatňujú ako prenosové vstupy. Tento proces pokračuje až do svojej poslednej úplnej fázy sčítača. Každý výstupný bit prenosu sa teda zvlní do ďalšej fázy úplného sčítača. Z tohto dôvodu je pomenovaný ako „RIPPLE CARRY ADDER“. Najdôležitejšou vlastnosťou tohto modulu je pridať sekvencie vstupných bitov bez ohľadu na to, či je sekvencia 4-bitová, 5-bitová alebo akákoľvek.

„Jedným z najdôležitejších bodov, ktoré je potrebné brať do úvahy v tomto sčítači prenosu, je konečný výstup, ktorý je známy až potom, ako sú výstupy prenášania vygenerované každou úplnou sčítacou fázou a postúpené do ďalšej fázy. Získanie výsledku s použitím tohto sčítača prenosu bude teda oneskorené “.

Existujú rôzne typy prídavných zariadení na zvlnenie. Oni sú:

4-bitová zvlnenie
8-bitová sonda na zvlnenie
16-bitová sonda na zvlnenie

Najskôr začneme so 4-bitovým sčítačom ripple-carry-ad a potom s 8-bitovým a 16-bitovým add-onom.

4-bitová sonda na zvlnenie zvlnenia

Nižšie uvedený diagram predstavuje 4-bitový zvlnenie prenášajúci signál. V tomto sčítači sú kaskádovo spojené štyri úplné pridávače. Co je vstupný bit prenášania a vždy je nulový. Keď sa tento vstupný prenos „Co“ použije na dve vstupné sekvencie A1 A2 A3 A4 a B1 B2 B3 B4, potom výstup predstavuje S1 S2 S3 S4 a výstupný prenos C4.

4-bitový RCA diagram

Funguje 4-bitová sonda na zvlnenie zvlnenia

Uveďme si príklad dvoch vstupných sekvencií 0101 a 1010. Tieto reprezentujú A4 A3 A2 A1 a B4 B3 B2 B1.
Podľa tohto konceptu sčítačky je vstupná hodnota 0.
Keď sa Ao & Bo použijú na 1. úplnú sčítačku spolu so vstupom niesť 0.
Tu A1 = 1 B1 = 0 Cin = 0
Sum (S1) a carry (C1) sa vygenerujú podľa rovníc Sum a Carry tohto sčítača. Podľa jeho teórie je výstupná rovnica pre Sum = A1⊕B1⊕Cin a Carry = A1B1⊕B1Cin⊕CinA1
Podľa tejto rovnice platí, že pre 1. celú sčítačku S1 = 1 a prenos, tj. C1 = 0.
Rovnako ako pre ďalšie vstupné bity A2 a B2, výstup S2 = 1 a C2 = 0. Tu je dôležitý bod, keď druhá sonda s plným sčítačom dostane vstupné prenášanie, tzn.
Takto získa konečnú výstupnú postupnosť (S4 S3 S2 S1) = (1 1 1 1) a výstup nesie C4 = 0
Toto je proces pridávania pre 4-bitové vstupné sekvencie, keď sa použije na túto sčítačku prenosu.

8-bitová sonda na zvlnenie zvlnenia

Skladá sa z 8 plných doplnkov, ktoré sú spojené v kaskádovej podobe.
Každý výstup prenosu celého sčítača je pripojený ako vstupný prenos k úplnému sčítaču ďalšej fázy.
Vstupné sekvencie sú označené (A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8) a (B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8) a jej relevantná výstupná sekvencia je označená (S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8).
Proces pridávania do 8-bitového sčítacieho zosilňovača je rovnaký princíp, aký sa používa v 4-bitovom sčítacom zosilňovači, to znamená, že každý bit z dvoch vstupných sekvencií sa bude pridávať spolu so vstupným prenosom.
Toto sa použije, keď sa pridajú dve 8-bitové binárne číslice.

Sčítačka 8bitového zvlnenia

“konštrukcia a práca s LED diódami ”

16-bitová sonda na zvlnenie zvlnenia

Skladá sa zo 16 plných doplnkov, ktoré sú spojené v kaskádovej podobe.
Každý výstup prenosu celého sčítača je pripojený ako vstupný prenos k úplnému sčítaču ďalšej fázy.
Vstupné sekvencie sú označené (A1… .. A16) a (B1 …… B16) a ich príslušná výstupná sekvencia je označená (S1 …… .. S16).
Proces pridávania do 16-bitového sčítacieho zosilňovača je rovnaký princíp, aký sa používa v 4-bitovom sčítacom zosilňovači, to znamená, že každý bit z dvoch vstupných sekvencií sa bude pridávať spolu so vstupným prenosom.
Toto sa použije pri pridaní dvoch 16-bitových binárnych číslic.

16-bitové vlnovky

Tabuľka pravdy zvlňovacieho prenosu

Nasledujúca tabuľka pravdy zobrazuje výstupné hodnoty pre možné kombinácie všetkých vstupov pre zvlnenie-nosenie-sčítačka.

A1	A2	A3	A4	B4	B3	B2	B1	S4	S3	S2	S1	Niesť
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0	1	0	0	0	1	0	0	1	0	0	0	0
1	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	1
1	0	1	0	1	0	1	0	0	1	0	0	1
1	1	0	0	1	1	0	0	1	0	0	0	1 “vlnový usmerňovač zvlneného napätia ”
1	1	1	0	1	1	1	0	1	1	0	0	1
1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0	1

VHDL kód Ripple Carry Adder

VHDL (VHSIC HDL) je jazyk popisu hardvéru. Je to jazyk digitálneho dizajnu. Kód VHDL pre túto sčítačku prenosu je uvedený nižšie.

knižnica IEEE
použite IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL

entita Ripplecarryadder je
Port (A: v STD_LOGIC_VECTOR (3 až 0)
B: v STD_LOGIC_VECTOR (3 až 0)
Cin: v STD_LOGIC
S: out STD_LOGIC_VECTOR (3 až 0)
Cout: out STD_LOGIC)
koniec Ripplecarryadder

architektura Behavioral of Ripplecarryadder is - Full Adder VHDL Code Component Declaration
komponent full_adder_vhdl_code
Port (A: v STD_LOGIC
B: v STD_LOGIC
Cin: v STD_LOGIC
S: out STD_LOGIC
Cout: out STD_LOGIC)
koncová zložka

- prechodné vyhlásenie o preprave
Signál c1, c2, c3: STD_LOGIC

začať

- Port Mapping Full Adder 4 krát
FA1: mapa portov full_adder_vhdl_code (A (0), B (0), Cin, S (0), c1)
FA2: mapa portov full_adder_vhdl_code (A (1), B (1), c1, S (1), c2)
FA3: mapa portov full_adder_vhdl_code (A (2), B (2), c2, S (2), c3)
FA4: mapa portov full_adder_vhdl_code (A (3), B (3), c3, S (3), Cout)

koniec Behaviorálny

Verilogový kód Ripple Carry Adder

Kód Verilog je jazyk popisu hardvéru. Používa sa v digitálnych obvodoch vo fáze RTL na účely navrhovania a overovania. Verilogový kód tohto sčítača prenosu je uvedený nižšie.

“Časovací obvod 555 s variabilnými časmi vypnutia ”

modul ripple_carry_adder (a, b, cin, sum, cout)
vstup [03: 0] a
vstup [03: 0] b
vstup cin
výstup [03: 0] súčet
výstupná cout
drôt [2: 0] c
fulladd a1 (a [0], b [0], cin, súčet [0], c [0])
fulladd a2 (a [1], b [1], c [0], súčet [1], c [1])
fulladd a3 (a [2], b [2], c [1], súčet [2], c [2])
fulladd a4 (a [3], b [3], c [2], súčet [3], cout)
endmodul
fulladd modul (A, B, CIN, suma, cout)
vstup a, b, cin
výstupný súčet, cout
priradiť súčet = (a ^ b ^ cin)
assign cout = ((a & b) | (b & cin) | (a & cin))

Aplikácie Ripple Carry Adder

Medzi aplikácie hromadného prenosu a sčítačky patria nasledujúce.

Tieto nosné doplnky sa používajú väčšinou okrem n-bitových vstupných sekvencií.
Tieto nosiče signálu sú použiteľné pri digitálnom spracovaní signálu a mikroprocesory .

Výhody zvlňovača nosenia

Medzi výhody zvlneného prenosného zariadenia patrí nasledujúce.

Táto sčítačka prenosu má výhodu v tom, že môžeme vykonať proces sčítania pre n-bitové sekvencie a získať presné výsledky.
Navrhovanie tohto sčítača nie je zložitý proces.

Zvlnenie prenášača je alternatívou pre prípady, keď polovičné sčítačky a úplné sčítače nevykonávajú operáciu sčítania, keď sú vstupné bitové sekvencie veľké. Ale tu poskytne výstup pre akékoľvek vstupné bitové sekvencie s určitým oneskorením. Pokiaľ ide o digitálne obvody, pokiaľ obvod dáva výstup so oneskorením, nebude to lepšie. To je možné prekonať obvodom sčítačky do budúcnosti.