Sa digital electronics ang pagdaragdag ng dalawang-bit na mga binary number ay maaaring maging posible sa pamamagitan ng paggamit kalahating adder . At kung ang pagkakasunud-sunod ng pag-input ay may isang tatlong-bit na pagkakasunud-sunod, kung gayon ang proseso ng pagdaragdag ay maaaring makumpleto sa pamamagitan ng paggamit ng isang buong adder. Ngunit kung ang mga bilang ng mga piraso ay higit pa sa pagkakasunud-sunod ng pag-input kung gayon ang proseso ay maaaring makumpleto sa pamamagitan ng paggamit ng kalahating adder. Dahil ang buong adder ay hindi maaaring makumpleto ang pagpapatakbo ng karagdagan. Kaya ang mga drawbacks na ito ay maaaring mapagtagumpayan sa pamamagitan ng paggamit ng 'Ripple Carry Adder'. Ito ay isang natatanging uri ng circuit ng lohika ginamit para sa pagdaragdag ng mga N-bit na numero sa mga digital na pagpapatakbo. Inilalarawan ng artikulong ito ang isang pangkalahatang ideya ng kung ano ang ripple-bring-adder at ang operasyon nito.
Ano ang Ripple Carry Adder?
Ang isang istraktura ng maraming mga buong nagdaragdag ay na-cascaded sa isang paraan upang maibigay ang mga resulta ng pagdaragdag ng isang n bit na pagkakasunud-sunod ng binary. Ang adder na ito ay may kasamang cascaded full adders sa istraktura nito kaya, ang pagdala ay mabubuo sa bawat buong yugto ng adder sa isang ripple-carry adder circuit. Ang mga dala-dala na output sa bawat buong yugto ng adder ay ipinapasa sa susunod na buong adder at doon inilapat bilang isang dalang input dito. Ang prosesong ito ay nagpapatuloy hanggang sa huling yugto ng adder. Kaya, ang bawat bitbit na bitbit na output ay dinugtong sa susunod na yugto ng isang buong adder. Sa dahilang ito, pinangalanan itong 'RIPPLE CARRY ADDER'. Ang pinakamahalagang tampok nito ay upang idagdag ang mga pagkakasunud-sunod ng pag-input ng bit kung ang pagkakasunud-sunod ay 4 bit o 5 bit o anupaman.
'Ang isa sa pinakamahalagang punto na isasaalang-alang sa pagdadala ng adder ay ang pangwakas na output ay nalalaman lamang pagkatapos ng mga output na dinala ay nabuo ng bawat buong yugto ng adder at ipinasa sa susunod na yugto. Sa gayon magkakaroon ng pagkaantala upang makuha ang resulta sa paggamit ng dala nitong adder ”.
Mayroong iba't ibang mga uri sa mga nagdadagdag ng ripple. Sila ay:
- 4-bit na ripple-carry adder
- 8-bit na ripple-carry adder
- 16-bit na ripple-carry adder
Una, magsisimula kami sa 4-bit na ripple-bring-adder at pagkatapos ay 8 bit at 16-bit na mga pagdadala ng ripple-carry.
4-bit Ripple Carry Adder
Ang diagram sa ibaba ay kumakatawan sa 4-bit na ripple-carry adder. Sa adder na ito, apat na buong mga adder ang nakakonekta sa cascade. Ang Co ay ang bit na bitbit ng pag-input at ito ay zero palagi. Kapag ang input na bitbit ang 'Co' ay inilalapat sa dalawang pagkakasunud-sunod ng pag-input A1 A2 A3 A4 at B1 B2 B3 B4 pagkatapos ang kinatawan na kinatawan ng S1 S2 S3 S4 at ang output ay nagdadala ng C4.
4-bit RCA Diagram
Paggawa ng 4-bit Ripple Carry Adder
- Kumuha tayo ng isang halimbawa ng dalawang pagkakasunud-sunod ng pag-input na 0101 at 1010. Kinakatawan nito ang A4 A3 A2 A1 at B4 B3 B2 B1.
- Tulad ng konsepto ng adder na ito, ang pagdadala ng input ay 0.
- Kapag ang Ao & Bo ay inilapat sa ika-1 buong adder kasama ang input na bitbit ang 0.
- Dito A1 = 1 B1 = 0 Cin = 0
- Ang kabuuan (S1) at dalhin (C1) ay mabubuo ayon sa kabuuan ng Sum at Carry equation ng adder na ito. Ayon sa teorya nito, ang output equation para sa Sum = A1⊕B1⊕Cin at Carry = A1B1⊕B1Cin⊕CinA1
- Tulad ng equation na ito, para sa ika-1 buong adder S1 = 1 at Dala ang output ibig sabihin, C1 = 0.
- Parehas tulad ng para sa susunod na mga input bit A2 at B2, output S2 = 1 at C2 = 0. Narito ang mahalagang punto ay ang pangalawang yugto ng buong adder ay nakakakuha ng input na dala ibig sabihin, C1 na kung saan ay ang output bitbit ng paunang yugto ng buong adder.
- Tulad nito ay makukuha ang panghuling pagkakasunud-sunod ng output (S4 S3 S2 S1) = (1 1 1 1) at Output na bitbit ang C4 = 0
- Ito ang proseso ng pagdaragdag para sa mga 4-bit na pagkakasunud-sunod ng pag-input kapag inilapat ito sa pagdala na ito.
8-bit Ripple Carry Adder
- Ito ay binubuo ng 8 buong mga adder na konektado sa cascaded form.
- Ang bawat buong output ng pagdala ng adder ay konektado bilang isang input na dalhin sa susunod na yugto ng buong adder.
- Ang mga pagkakasunud-sunod ng pag-input ay tinukoy ng (A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8) at (B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8) at ang kaugnay na pagkakasunud-sunod ng output ay tinukoy ng (S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8).
- Ang proseso ng pagdaragdag sa isang 8-bit na ripple-bring-adder ay ang parehong prinsipyo na ginagamit sa isang 4-bit na ripple-bring-adder ibig sabihin, ang bawat bit mula sa dalawang mga pagkakasunud-sunod ng pag-input ay idaragdag kasama ng input na bitbit.
- Gagamitin ito kapag ang pagdaragdag ng dalawang 8 bit na pagkakasunud-sunod ng mga binary digit.
8bit-ripple-carry-adder
16-bit Ripple Carry Adder
- Ito ay binubuo ng 16 buong mga adder na konektado sa cascaded form.
- Ang bawat buong output ng pagdala ng adder ay konektado bilang isang input na dalhin sa susunod na yugto ng buong adder.
- Ang mga pagkakasunud-sunod ng pag-input ay tinukoy ng (A1… .. A16) at (B1 …… B16) at ang kaugnay na pagkakasunud-sunod ng output ay tinukoy ng (S1 …… .. S16).
- Ang proseso ng pagdaragdag sa isang 16-bit na ripple-bring-adder ay ang parehong prinsipyo na ginagamit sa isang 4-bit na ripple-bring adder ibig sabihin, ang bawat bit mula sa dalawang mga pagkakasunud-sunod ng pag-input ay idaragdag kasama ng input na bitbit.
- Gagamitin ito kapag ang pagdaragdag ng dalawang 16 bit na pagkakasunud-sunod ng mga binary digit.
16-bit-ripple-carry-adder
Ripple Carry Adder Truth Table
Ipinapakita ng talahanayan sa ibaba ang mga halaga ng output para sa mga posibleng kumbinasyon ng lahat ng mga input para sa ripple-bring-adder.
| A1 | A2 | A3 | A4 | B4 | B3 | B2 | B1 | S4 | S3 | S2 | S1 | Dalhin |
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 |
| 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 |
Ripple Carry Adder VHDL Code
Ang VHDL (VHSIC HDL) ay wika ng paglalarawan ng hardware. Ito ay isang wikang digital na disenyo. Ang VHDL code para sa adder na ito ay ipinapakita sa ibaba.
library IEEE
gumamit ng IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL
entity Ripplecarryadder ay
Port (A: sa STD_LOGIC_VECTOR (3 pababa sa 0)
B: sa STD_LOGIC_VECTOR (3 pababa sa 0)
Cin: sa STD_LOGIC
S: out STD_LOGIC_VECTOR (3 pababa sa 0)
Cout: labas ng STD_LOGIC)
tapusin ang Ripplecarryadder
arkitektura Pag-uugali ng Ripplecarryadder ay - Buong Adder VHDL Code Pagpapahayag ng Component
sangkap ng buong_adder_vhdl_code
Port (A: sa STD_LOGIC
B: sa STD_LOGIC
Cin: sa STD_LOGIC
S: out STD_LOGIC
Cout: labas ng STD_LOGIC)
bahagi ng pagtatapos
- Intermediate Carry na deklarasyon
Signal c1, c2, c3: STD_LOGIC
magsimula
- Port Mapping Buong Adder ng 4 na beses
FA1: full_adder_vhdl_code port map (A (0), B (0), Cin, S (0), c1)
FA2: full_adder_vhdl_code port map (A (1), B (1), c1, S (1), c2)
FA3: full_adder_vhdl_code port map (A (2), B (2), c2, S (2), c3)
FA4: full_adder_vhdl_code port map (A (3), B (3), c3, S (3), Cout)
tapusin ang Pag-uugali
Ripple Carry Adder Verilog Code
Ang Verilog code ay isang wika ng paglalarawan ng hardware. Ginagamit ito sa mga digital na circuit sa yugto ng RTL para sa pagdidisenyo at layunin sa pag-verify. Ang verilog code para sa adder na ito ay ipinapakita sa ibaba.
module ripple_carry_adder (a, b, cin, sum, cout)
input [03: 0] a
input [03: 0] b
input cin
output [03: 0] kabuuan
output cout
wire [2: 0] c
fulladd a1 (a [0], b [0], cin, kabuuan [0], c [0])
fulladd a2 (a [1], b [1], c [0], kabuuan [1], c [1])
fulladd a3 (a [2], b [2], c [1], kabuuan [2], c [2])
fulladd a4 (a [3], b [3], c [2], kabuuan [3], cout)
endmodule
fulladd module (a, b, CIN, suma, cout)
input a, b, cin
output sum, cout
magtalaga ng sum = (a ^ b ^ cin)
magtalaga ng cout = ((a & b) | (b & cin) | (a & cin))
Mga Application ng Ripple Carry Adder
Kasama sa mga application ng ripple-carry-adder ang sumusunod.
- Ang mga nagdadala na nagdaragdag na ito ay ginagamit karamihan bilang karagdagan sa mga n-bit na pagkakasunud-sunod.
- Ang mga nagdadala ng pagdadala na ito ay nalalapat sa pagproseso ng digital signal at microprocessors .
Mga Kalamangan ng Ripple Carry Adder
Ang mga kalamangan na ripple-carry-adder ay nagsasama ng mga sumusunod.
- Ang adder na nagdadala na ito ay may kalamangan tulad ng maaari naming maisagawa ang proseso ng pagdaragdag para sa mga n-bit na pagkakasunud-sunod upang makakuha ng tumpak na mga resulta.
- Ang pagdidisenyo ng adder na ito ay hindi isang kumplikadong proseso.
Ang Ripple ay nagdadala ng adder ay isang kahalili kung kailan ang kalahating adder at buong mga nagdadagdag ay hindi gumanap ng operasyon ng karagdagan kung malaki ang mga pagkakasunud-sunod ng pag-input ng bit. Ngunit narito, bibigyan nito ang output para sa anumang pagkakasunud-sunod ng pag-input na may pagkaantala. Tulad ng bawat digital na mga circuit kung ang circuit ay nagbibigay ng output na may pagkaantala ay hindi magiging mas mabuti. Maaari itong mapagtagumpayan ng isang dalhin na masusing circuit ng adder.
