En adderer er en type digital krets i digital elektronikk som brukes til å utføre addisjonsoperasjoner. Selv operasjonen av multiplikasjon avhenger hovedsakelig av sekvensen til denne operasjonen. Så disse kan implementeres ganske enkelt på forskjellige måter med forskjellige teknologier i forskjellige arkitekturer. Høyhastighets og pålitelig adderdesign er hovedmålet i innebygde applikasjoner og filtreringsoperasjoner. Det finnes forskjellige typer addere tilgjengelig som rippel bære huggorm , Kogge-steinhoggorm, Spanning Tree huggorm, Brent kung huggorm, Parallell prefiks huggorm, Carry look ahead huggorm, Sparse kogge-stein huggorm, etc. Denne artikkelen diskuterer en oversikt over Kogge Stone Adde r eller KSA.
Hva er Kogge Stone Adder?
Kogge–Stone adder eller KSA er en parallell prefiksform av CLA (carry-lookahead adder) . Denne addereren bruker mer areal å implementere sammenlignet med Brent–Kung-adderen, selv om den har en lav fan-out på hvert trinn, noe som forbedrer ytelsen til typiske CMOS-prosessnoder. Men overbelastning av ledninger er ofte et problem for KSA-er.
Kogge Stone adder eller KSA er en meget rask huggorm som brukes i ulike signalbehandlinger prosessorer (SPP) for å utføre den beste aritmetiske funksjonen. Så driftshastigheten til denne addereren kan begrenses ved å føre forplantning fra inngang til utgang. Generelt er KSA en parallell prefiksadderer som har spesialiteten til beste tillegg avhengig av designtid som brukes til høyytelsesbaserte aritmetiske kretser innen industrien.
Kogge Stone Adder Kretsdiagram
Kogge-Stone Adder-diagrammet er vist nedenfor. Denne typen hoggorm anses ganske enkelt som den raskeste og mest vanlige arkitekturhoggormdesignen, hovedsakelig for høyytelses huggorm i bransjen. I denne typen adderer genereres bærere veldig raskt ved å beregne dem parallelt til den økte arealkostnaden.
Trestrukturene til bære forplante og generere signaler er vist i diagrammet nedenfor. I denne addereren er Carry-generasjonsnettverket en svært betydelig blokk som inkluderer tre blokker; Svart celle, grå celle og buffer. Så svarte fargeceller brukes hovedsakelig i beregningen av både genererings- og forplantningssignaler, gråceller brukes hovedsakelig i beregningen av genereringssignaler som kreves i beregningen av sum i etterbehandlingsstadiet, og buffere brukes hovedsakelig for å balansere belastningseffekt.
Hvordan fungerer Kogge Stone Adder?
Kogge-Stone-addereren sporer 'generer' og 'propagerer'-biter internt for spenn av biter som ligner på alle carry-lookahead-adderere. Vi begynner med 1-bits spenn, der en enkelt kolonne i tillegget produserer en bærebit når begge inngangene er 1 (logisk OG) og en bærebit vil forplante seg hvis nøyaktig én inngang er 1 (logisk XOR). Dermed inkluderer Kogge-Stone Adder hovedsakelig tre prosesseringstrinn for beregning av sumbitene; forbehandlingsstadiet, Carry-genereringsnettverket og etterbehandlingsstadiet. Så disse tre trinnene er hovedsakelig involvert i denne adderoperasjonen. Disse tre stadiene diskuteres nedenfor.
Forbehandlingsstadium
Dette forbehandlingsstadiet involverer beregning av både genererte og forplantede signaler som tilsvarer hvert par av biter innenfor A og B.
Pi = Ai x Bi
Gi = Ai og Bi
Carry Generation Network
I bæregenereringsstadiet beregner vi bærer tilsvarende hver bit. Så disse operasjonene kan utføres parallelt. Etter at bæreberegningen er parallelt, segmenteres disse i mindre deler. Som mellomsignaler bruker den bære-forplantnings- og genereringssignaler som er spesifisert av de logiske ligningene nedenfor.
CPi:j = Pi:k + 1 og Pk:j
CGi:j = Gi:k + 1 eller (Pi:k + 1 og Gk:j)
Etterbehandling
Dette etterbehandlingsstadiet er veldig vanlig for alle som har familieadderere med blikk fremover, og det involverer beregning av sumbiter.
Ci – 1 = (Pi og Cin) eller Gi
Si = Pi = x eller Ci – 1
4-bit Kogge-Stone Adder
I 4-bits Kogge-Stone addereren genererer hvert vertikalt trinn en 'propagate' og en 'generer' bit. Bærene genereres i det siste trinnet hvor disse bitene er XOR gjennom den første forplantningen etter inngangen i kvadratboksene for å generere sumbitene.
For eksempel; hvis propagate beregnes av XOR når A=1 & B=0, genererer den propagate o/p som 1. Her kan genereringsverdien beregnes med OG når A = 1, B = 0, og generer o/p-verdien er 0. Tilsvarende beregnes alle sumbitene for innganger: A = 1011 & B = 1100 Utganger så sum = 0111 og bære Cout = 1. I denne addereren fortsett med de fem utgangene i utvidelsen nedenfor.
S0 = (A0 ^ B0) ^ 𝐶𝐼𝑁.
S1 = (A1 ^ B1) ^ (A0 & 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) ))).
Fordeler og ulemper
De fordeler med Kogge Stone huggorm inkludere følgende.
- Kogge steinhugger er veldig raskere huggorm
- Dette er en avansert versjon for parallelle prefiksadderere
- Denne adderen hjelper til med å redusere strømforbruket samt forsinkelse sammenlignet med annen konvensjonell type logikk.
- Den fokuserer på designtid og er best for høyytelsesapplikasjoner.
- Denne addereren er gjort svært effektiv på FIR-filter sammenlignet med andre typer addere ved en enorm reduksjon i beregningskraft, areal og tid.
De ulemper med Kogge-stein huggorm inkludere følgende.
- Denne hoggormen bruker mer areal å implementere sammenlignet med Brent–Kung-hoggormen, selv om den har mindre fan-out på hvert trinn, noe som forbedrer den typiske CMOS prosessnodens ytelse.
- For Kogge–Stone hogghuggere er overbelastning av ledninger ofte et problem.
Søknader
Bruksområdene til Kogge–Stone huggorm inkluderer følgende.
- Kogge Stone adder brukes i ulike signalbehandlingsprosessorer for å utføre svært raske aritmetiske funksjoner.
- Dette er en utvidelse for bære-look-ahead-adderen, som brukes til å utføre svært raske tillegg i datasystemer med høy ytelse.
- Denne typen adderer brukes i signalbehandlingsapplikasjoner.
- Denne adderen brukes mye i industrien hovedsakelig for høyytelsesbaserte aritmetiske kretser.
- Denne typen huggorm brukes normalt for brede huggormer fordi den viser den laveste forsinkelsen mellom andre strukturer.
- KSA hjelper med å legge til større tall ved å bruke mindre areal, kraft og tid.
- Det brukes mye i forskjellige VLSI-systemer som mikroprosessor arkitektur og applikasjonsspesifikk DSP-arkitektur.
Hva er en Parallell Prefix Adder?
Parallell prefiksadder er en type adderer som bruker prefiksoperasjon for å utføre effektiv addisjon. Disse adderne er avledet fra carry look-ahead adderen og er egnet for binær addisjon gjennom brede ord.
Hvilken huggorm er egnet for rask tilsetning?
En carry-lookahead adder er egnet for rask addisjon i digital logikk fordi denne adderen ganske enkelt øker hastigheten ved å redusere mengden nødvendig tid for å bestemme seg for å bære biter.
Hva er Kogge-Stone adderalgoritmen?
Kogge-Stone adderalgoritmen er en struktur av et parallellprefiks CLA som har en lav fan-out på alle trinn for å gjøre den mer effektiv i vanlige CMOS-prosessnoder.
Dermed er dette en oversikt over Kogge-Stone huggorm som er den mest kjente versjonen av bære-look-ahead huggorm. Denne addereren produserer ganske enkelt bæresignalene innen O (log2N) tid og regnes som den beste adderdesignen. Så denne hoggorm har den mest hyppige arkitekturen hovedsakelig for høyytelses huggorm i bransjen. Dermed inkluderer denne KSA en vanlig layout og er den spesielle addereren på grunn av dens minste vifte-ut eller minste logiske dybde. Så denne hoggormen blir en veldig rask huggorm med stort areal. Her er et spørsmål til deg, hva er en carry look-ahead huggorm?
