دانلود مقاله ترجمه شده طراحی جمع کننده سریع بهینه

چکیده

پیچیدگی در مدارهای دیجیتال، با رشد سریع نفوذ فن آوری در تمام حوزه ها از جمله ALU، آدرس دهی حافظه، بهنگام سازی های کامپیوتری و غیره، افزایش یافته است. همه آنها، بسته به عناصر و جمع کننده های منطقی، عناصری منطقی هستند که نقشی حیاتی در طراحی و عملکرد عملکردهای مختلف، ایفا می کنند. لذا، تمایل قابل توجهی نسبت به الکترونیک دیجیتال برای طراحی ساختارهای جمع کننده سریع و با پیچیدگی پایین وجود دارد. جمع کننده های مختلفی مانند جمع کننده ذخیره حامل، جمع کننده پیش بینی حامل و جمع کننده حامل ریپل، به وجود آمده اند. با استفاده از جمع کننده انتخاب حامل (CSLA)، تأخیر انتشار حامل می تواند تا مقدار مشخصی کاهش یابد. حامل در این حالت انتخاب شده و ساختار، اصلاح می شود. CSLA، روشی برای بهبود سرعت، با دو برابر کردن جمع کننده حامل ریپل (RCA) است، زیرا حامل تنها می تواند 0 یا 1 باشد. این روش، بر مبنای جمع کننده مجموع شرطی است و به یک جمع کننده انتخاب حامل، توسعه یافته است. CSLA، از چند جفت RCA استفاده می کند که هر کدام، حالت یک قطبی حامل ورودی را محاسبه کرده و مجموع با یک مولتی پلکسر 2 به 1، با حامل ورودی به عنوان سیگنال انتخاب، بدست می آید. جمع کننده های پیشوند موازی (PPA)، برای کاهش تأخیر ناشی از انتشار حامل، استفاده شده اند. آنها از درخت های حامل استفاده می کنند که در آن، تأخیر برای یک جمع کننده عرض N بیتی، در مرتبه log2N است. این مطالعه، الگوریتم Ling را از میان بسیاری از پدیده های توسعه یافته در ساختار Kogge–Stone انتخاب کرده است. منطق این الگوریتم، استفاده و بکارگیری ویژگی انتشار و تولید حامل است. با استفاده از یک PPA، تأخیر به اندازه حداکثر % 20 تأخیر اصلی کاهش می یابد. این مطالعه، تلاشی برای مقایسه جمع کننده های سریع مختلف در فن آوری 45 nm CMOS با پشتیبانی ابزار CADENCE است. تحلیل نتیجه، نشان داده که جمع کننده پیشنهادی، در مقایسه با جمع کننده های سریع مختلف 16 بیتی، بهینه است. 

1-مقدمه

جمع دودویی، اصلی ترین و متداول ترین عملیات ریاضی به کار رفته، است. در طراحی های بیشینه، جمع کننده ها، نقشی کلیدی ایفا می کنند و سرعت عملیات به انتشار حامل از مرحله قبل به مرحله بعد، وابسته است. مجموعه مرحله فعلی، تا وقتی که ورودی، انتظارهای مجموع را دریافت کند، به حامل مرحله قبل وابسته است. جزئیات اولیه از جمع کننده های سریع مختلف، در بخش الف داده شده اند...