Toplayıcı, dijital elektronikte toplama işlemlerini gerçekleştirmek için kullanılan bir tür dijital devredir. Çarpma işlemi bile esas olarak bu işlemin sırasına bağlıdır. Dolayısıyla bunlar, farklı mimari aralıklarında farklı teknolojilerle farklı şekillerde uygulanabilir. Yüksek hızlı ve güvenilir toplayıcı tasarımı, gömülü uygulamalarda ve filtreleme işlemlerinde ana amaçtır. Gibi farklı türde ekleyiciler mevcuttur dalgalanma taşıma toplayıcı , Kogge taşı toplayıcı, Yayılan Ağaç toplayıcı, Brent kung toplayıcı, Paralel önek toplayıcı, İleriye bakan toplayıcı, Seyrek kogge taşı toplayıcı, vb. Kogge Taşı Adde r veya KSA.
Kogge Taş Toplayıcı Nedir?
Kogge-Stone toplayıcı veya KSA, paralel bir önek biçimidir. CLA (taşıma önden toplayıcı) . Bu toplayıcı, Brent-Kung toplayıcıya kıyasla uygulama için daha fazla alan kullanır, ancak her aşamada düşük bir yayılmaya sahiptir, bu da tipik CMOS işlem düğümlerinin performansını artırır. Ancak kablo tıkanıklığı KSA'lar için sıklıkla bir sorundur.
Kogge Stone toplayıcı veya KSA, çeşitli sinyal işlemede kullanılan çok hızlı bir toplayıcıdır işlemciler (SPP) en iyi aritmetik işlevi gerçekleştirmek için. Yani bu toplayıcının çalışma hızı, yayılımın girişten çıkışa taşınmasıyla sınırlandırılabilir. Genel olarak KSA, endüstride yüksek performansa dayalı aritmetik devreler için kullanılan, tasarım süresine bağlı olarak en iyi toplama özelliğine sahip bir paralel önek toplayıcıdır.
Kogge Taş Toplayıcı Devre Şeması
Kogge-Stone Toplayıcı diyagramı aşağıda gösterilmiştir. Bu tür toplayıcı, esas olarak sektördeki yüksek performanslı toplayıcılar için en hızlı ve en yaygın mimari toplayıcı tasarımı olarak kabul edilir. Bu tip toplayıcıda taşıyıcılar, artan alan maliyetiyle paralel olarak hesaplanarak çok hızlı bir şekilde oluşturulur.
Taşıma yayma ve üretme sinyallerinin ağaç yapıları aşağıdaki şemada gösterilmektedir. Bu toplayıcıda Carry nesil ağı üç bloktan oluşan çok önemli bir bloktur; Siyah hücre, Gri hücre ve tampon. Dolayısıyla, siyah renkli hücreler esas olarak hem üreten hem de yayılan sinyallerin hesaplanmasında kullanılır, Gri hücreler esas olarak işlem sonrası aşamada toplamın hesaplanmasında gerekli olan üretim sinyallerinin hesaplanmasında kullanılır ve Tamponlar esas olarak sinyallerin dengelenmesi için kullanılır. yükleme etkisi.
Kogge Taş Toplayıcı Nasıl Çalışır?
Kogge-Stone toplayıcı, tüm ileriye dönük toplayıcılara benzer şekilde, bit aralıkları için bitleri dahili olarak 'oluşturur' ve 'yayar'. Her iki giriş de 1 olduğunda (mantıksal VE) toplama içindeki tek bir sütunun bir taşıma biti ürettiği ve tam olarak bir giriş 1 (mantıksal XOR) olduğunda bir taşıma bitinin yayılacağı 1 bitlik yayılmalarla başlıyoruz. Bu nedenle Kogge-Stone Adder, toplam bitlerin hesaplanması için temel olarak üç işlem aşaması içerir; Ön işleme aşaması, Taşıma oluşturma ağı ve İşlem sonrası aşaması. Dolayısıyla bu üç adım esas olarak bu toplayıcı işleminde yer alır. Bu üç aşama aşağıda tartışılmaktadır.
Ön İşleme Aşaması
Bu ön işleme aşaması, A ve B içindeki her bit çiftine eşdeğer üretilen ve yayılan sinyallerin hesaplanmasını içerir.
Pi = Ai x Bi
Gi = Ai ve Bi
Taşıma Nesil Ağı
Taşıma oluşturma aşamasında, her bitin eşdeğer taşımasını hesaplıyoruz. Yani bu operasyonların yürütülmesi paralel olarak gerçekleştirilebilir. Hesaplama paralel olarak gerçekleştirildikten sonra bunlar küçük parçalara bölünür. Ara sinyaller olarak aşağıdaki mantık denklemleriyle belirtilen taşıma yayma ve üretme sinyallerini kullanır.
CPi:j = Pi:k + 1 ve Pk:j
CGi:j = Gi:k + 1 veya (Pi:k + 1 ve Gk:j)
İşlem Sonrası
Bu işlem sonrası aşaması tüm ileriye dönük aile toplayıcıları için çok yaygındır ve toplam bitlerin hesaplanmasını içerir.
Ci – 1 = (Pi ve Cin) veya Gi
Si = Pi = x veya Ci – 1
4-bit Kogge-Taş Toplayıcı
4 bitlik Kogge-Stone toplayıcıda her dikey aşama bir 'yayılma' ve bir 'oluşturma' biti üretir. Taşıyıcılar, toplam bitleri oluşturmak için kare kutular içindeki girişten sonraki ilk yayılma boyunca bu bitlerin XOR olduğu son aşamada üretilir.
Örneğin; A=1 ve B=0 olduğunda yayılma XOR tarafından hesaplanırsa yayılma o/p'yi 1 olarak üretir. Burada, A = 1, B = 0 olduğunda ve üretme değeri AND ile hesaplanabilir. o/p değeri 0'dır. Benzer şekilde, Girişler için tüm toplam bitler hesaplanır: A = 1011 ve B = 1100 Çıkışlar, ardından toplam = 0111 ve Cout = 1'i taşır. Bu toplayıcıda, aşağıdaki genişletmedeki beş çıkışla devam edin.
S0 = (A0 ^ B0) ^ 𝐶𝐼𝑁.
S1 = (A1 ^ B1) ^ (A0 ve B0).
S2 = (A2 ^B2) ^ (((A1 ^ B1) & (A0 ve B0)) | (A1 ve 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) ))).
Avantajları ve Dezavantajları
Kogge Stone toplayıcının avantajları aşağıdakileri ekleyin.
- Kogge taş toplayıcı çok daha hızlı bir toplayıcıdır
- Bu, paralel önek toplayıcılar için gelişmiş bir sürümdür
- Bu toplayıcı, diğer geleneksel tip mantıkla karşılaştırıldığında güç tüketiminin yanı sıra gecikmenin de azaltılmasına yardımcı olur.
- Tasarım zamanına odaklanır ve yüksek performanslı uygulamalar için en iyisidir.
- Bu toplayıcı, hesaplama gücünde, alanında ve zamanında büyük bir azalma ile diğer toplayıcı türleriyle karşılaştırıldığında FIR filtresinde çok verimli hale getirilmiştir.
Kogge-stone toplayıcının dezavantajları aşağıdakileri içerir.
- Bu toplayıcı, Brent-Kung toplayıcıya kıyasla uygulama için daha fazla alan kullanır, ancak her aşamada daha az yayılmaya sahiptir, bu da tipik CMOS süreç düğümü performansı.
- Kogge-Stone toplayıcıları için kablo tıkanıklığı sıklıkla bir sorundur.
Uygulamalar
Kogge-Stone toplayıcının uygulamaları aşağıdakileri içerir.
- Kogge Stone toplayıcı, çeşitli sinyal işleme işlemcilerinde çok hızlı aritmetik işlevleri gerçekleştirmek için kullanılır.
- Bu, yüksek performanslı bilgi işlem sistemlerinde çok hızlı toplama işlemi gerçekleştirmek için kullanılan ileri yönlü toplayıcının bir uzantısıdır.
- Bu tür toplayıcı sinyal işleme uygulamalarında kullanılır.
- Bu toplayıcı, endüstride çoğunlukla yüksek performansa dayalı aritmetik devreler için yaygın olarak kullanılmaktadır.
- Bu tür toplayıcı normalde geniş toplayıcılar için kullanılır çünkü diğer yapılar arasında en düşük gecikmeyi gösterir.
- KSA, daha az alan, güç ve zaman kullanarak daha büyük sayıların eklenmesine yardımcı olur.
- Gibi çeşitli VLSI sistemlerinde yaygın olarak kullanılır. mikroişlemci mimari ve uygulamaya özel DSP mimarisi.
Paralel Önek Toplayıcı nedir?
Paralel önek toplayıcı, verimli ekleme gerçekleştirmek için önek işlemini kullanan bir toplayıcı türüdür. Bu toplayıcılar, ileri yönlü toplayıcıdan türetilmiştir ve geniş kelime yoluyla ikili toplamaya uygundur.
Hangi toplayıcı hızlı eklemeye uygundur?
Bir ileri yönlü toplayıcı, dijital mantıkta hızlı toplama için uygundur, çünkü bu toplayıcı, bitleri taşımaya karar vermek için gereken süreyi azaltarak hızı artırır.
Kogge-Stone toplayıcı algoritması nedir?
Kogge-Stone toplayıcı algoritması, normal CMOS işlem düğümlerinde daha etkili olmasını sağlamak için her aşamada düşük yayılıma sahip olan paralel önek CLA'nın bir yapısıdır.
Böylece bu Kogge-Stone toplayıcıya genel bakış Bu, en iyi bilinen taşıma ileriye dönük toplayıcı sürümüdür. Bu toplayıcı, taşıma sinyallerini O (log2N) süresi içinde üretir ve genel olarak en iyi toplayıcı tasarımı olarak kabul edilir. Dolayısıyla bu toplayıcı, endüstrideki yüksek performanslı toplayıcılar için en sık kullanılan mimariye sahiptir. Bu nedenle, bu KSA düzenli bir düzen içerir ve en az yayılma veya en küçük mantık derinliği nedeniyle özel toplayıcıdır. Böylece bu toplayıcı, geniş alana sahip, çok hızlı bir toplayıcı haline gelir. İşte size bir soru; ileriye dönük taşıma toplayıcı nedir?
