邏輯電路可以依靠紋波進(jìn)位加法器將 n 位值加在一起。因此，這種數(shù)字電路實現(xiàn)在許多應(yīng)用中提供了有用的功能。然而，由于計算過程緩慢，它也表現(xiàn)出延遲的性能。這通常涉及等待每個全加器級將位紋波到下一個全加器級。這樣的過程不斷重復(fù)，直到結(jié)束，提供結(jié)果。  

 理解紋波進(jìn)位加法器似乎有點令人困惑?？紤]到這一點，我們將這篇文章放在一起，以幫助您獲得有關(guān)此主題的更多知識。讓我們開始吧！

什么是波紋進(jìn)位加法器？

  紋波進(jìn)位加法器用作數(shù)字電路，將兩個二進(jìn)制 n 位數(shù)字相加并提供結(jié)果。它的結(jié)構(gòu)由幾個全加器組成，每個全加器以級聯(lián)設(shè)置連接。以這種方式，全加器的進(jìn)位輸出連接到下一個全加器輸入。

 4 位紋波攜帶加法器的示意圖。 

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全加器代表一個邏輯電路，旨在將三個輸入相加，同時生成兩個輸出。更具體地說，兩個輸入用作 A 和 B，而第三個輸入表示一個進(jìn)位位。(C-IN) 同時，一個輸出代表進(jìn)位輸出位(C-OUT)，另一個代表求和位(S)。最終，全加器電路可以連接到八個輸入以形成一個字節(jié)寬的加法器。這將一個進(jìn)位位從一個加法器級聯(lián)到下一個。將兩個半加器電路連接在一起將形成一個全加器。

一個完整的加法器邏輯圖 

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紋波進(jìn)位加法器工作原理 

每個進(jìn)位通過一個全加器級生成，然后通過其輸入進(jìn)入下一個全加器。整個過程繼續(xù)進(jìn)行，直到到達(dá)最終的全加器。結(jié)果，每個進(jìn)位輸出位波紋到下一個全加器級?？偟膩碚f，最關(guān)鍵的操作是將每個輸入位序列加在一起，例如 4 位加法器、8 位加法器、16 位加法器等。

由于邏輯電路的傳播延遲，在進(jìn)位階段結(jié)束之前，總和和進(jìn)位位保持無效。由于輸入和輸出之間經(jīng)過的時間量，通常會發(fā)生傳播延遲。例如，當(dāng)非門輸入設(shè)置為 0 時，輸出將配置為 1，等等。傳播延遲定義了輸出設(shè)置為零和輸入配置為 1 之間經(jīng)過的時間。此外，進(jìn)位傳播延遲定義了接收進(jìn)位信號和執(zhí)行進(jìn)位信號之間經(jīng)過的時間。

波紋進(jìn)位加法器真值表

的真值表，如下所示，確定用于在一個脈動進(jìn)位加法器的所有輸入中的每個輸出值。

漣漪帶有加法器真值表。

波紋進(jìn)位加法器 VHDL 代碼和 Verilog 代碼

要實現(xiàn)紋波進(jìn)位加法器，您將需要VHDL 代碼和 Verilog 代碼。提供了兩個示例。第一個涉及兩位紋波進(jìn)位加法器。同時，另一個示例產(chǎn)生一個紋波進(jìn)位加法器，它收集每個輸入寬度作為參數(shù)。

紋波進(jìn)位加法器應(yīng)用

時鐘包含一個紋波進(jìn)位加法器

• 對兩個 N 位值執(zhí)行加法

• 數(shù)字信號處理和微處理器

• 計時器

• 計算器

• 時鐘
  

Ripple Carries Adder的優(yōu)缺點

好處

紋波進(jìn)位加法器并不昂貴。 

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• 通過 n 位加法提供準(zhǔn)確的結(jié)果

• 簡單的設(shè)計和開發(fā)過程

• 物美價廉

缺點

延遲會對其整體功能造成不便

• 它一次只允許一個全加器運(yùn)行

• 進(jìn)位延遲導(dǎo)致它運(yùn)行緩慢

進(jìn)位前瞻加法器

進(jìn)位超前邏輯在達(dá)到總和之前計算進(jìn)位位，有效地減少了時間延遲。這發(fā)生在通過兩種方法生成進(jìn)位信號之后。第一個涉及等于 1 的 a 和 b 位。同時，第二種方法涉及進(jìn)位和等于 1 的 a 或 b 位。這些位在前一級實現(xiàn)，而進(jìn)位在加法器的開頭開始。

進(jìn)位前瞻加法器原理圖。 

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在紋波進(jìn)位加法器中，每個全加器在計算總和之前將進(jìn)位位處理到下一個加法器。因此，該過程會導(dǎo)致很長的延遲。

 概括

總的來說，進(jìn)位紋波加法器提供了在數(shù)字電路中將兩個 n 位數(shù)字相加的能力。盡管過程緩慢，但它仍然具有有用的應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序本質(zhì)上有助于數(shù)字信號處理。以這種方式，紋波進(jìn)位加法器將進(jìn)位位紋波到每個全加器級，直到它到達(dá)最后的全加器。此時，它將執(zhí)行所需的計算。但是，進(jìn)位超前加法器可以更快地完成此計算，因為它使用了不同的技術(shù)。從而減少延遲時間。

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