Упреждающий переносной блок

Блок упреждающего переноса ( LCU ) — это логическая единица в проектировании цифровых схем, используемая для уменьшения времени вычислений в сумматорах и используемая в сочетании с сумматорами с упреждающим переносом (CLA).

4-битный сумматор

Ниже показан одиночный 4-битный CLA:

16-битный сумматор

Объединив четыре 4-битных CLA, можно создать 16-битный сумматор, но необходима дополнительная логика в виде LCU.

LCU принимает групповое распространение ( $P_{G}$ ) и групповая генерация ( $G_{G}$ ) от каждого из четырех CLA. $P_{G}$ и $G_{G}$ иметь следующие выражения для каждого сумматора CLA: ^[1]

P_{G}=P_{0}\cdot P_{1}\cdot P_{2}\cdot P_{3}

G_{G}=G_{3}+G_{2}\cdot P_{3}+G_{1}\cdot P_{2}\cdot P_{3}+G_{0}\cdot P_{1}\cdot P_{2}\cdot P_{3}

Затем LCU генерирует входной сигнал переноса для каждого CLA.

Предположим, что $P_{i}$ является $P_{G}$ и $G_{i}$ является $G_{G}$ от я ^й CLA, тогда выходные биты переноса

C_{4}=G_{0}+P_{0}\cdot C_{0}

C_{8}=G_{4}+P_{4}\cdot C_{4}

C_{12}=G_{8}+P_{8}\cdot C_{8}

C_{16}=G_{12}+P_{12}\cdot C_{12}

Замена $C_{4}$ в $C_{8}$ , затем $C_{8}$ в $C_{12}$ , затем $C_{12}$ в $C_{16}$ дает расширенные уравнения:

C_{4}=G_{0}+P_{0}\cdot C_{0}

C_{8}=G_{4}+G_{0}\cdot P_{4}+C_{0}\cdot P_{0}\cdot P_{4}

C_{12}=G_{8}+G_{4}\cdot P_{8}+G_{0}\cdot P_{4}\cdot P_{8}+C_{0}\cdot P_{0}\cdot P_{4}\cdot P_{8}

C_{16}=G_{12}+G_{8}\cdot P_{12}+G_{4}\cdot P_{8}\cdot P_{12}+G_{0}\cdot P_{4}\cdot P_{8}\cdot P_{12}+C_{0}\cdot P_{0}\cdot P_{4}\cdot P_{8}\cdot P_{12}

$C_{4}$ соответствует входу переноса во второй CLA; $C_{8}$ к третьему CLA; $C_{12}$ к четвертому CLA; и $C_{16}$ для переполнения бита переноса.

Кроме того, LCU может рассчитать собственное распространение и сгенерировать:

P_{LCU}=P_{0}\cdot P_{4}\cdot P_{8}\cdot P_{12}

G_{LCU}=G_{12}+G_{8}\cdot P_{12}+G_{4}\cdot P_{8}\cdot P_{12}+G_{0}\cdot P_{4}\cdot P_{8}\cdot P_{12}

C_{16}=G_{LCU}+C_{0}\cdot P_{LCU}

64-битный сумматор

Объединение 4 CLA и LCU вместе создает 16-битный сумматор. Четыре из этих блоков можно объединить в 64-битный сумматор. Требуется дополнительный (второго уровня) LCU, который принимает распространение ( $P_{LCU}$ ) и сгенерировать ( $G_{LCU}$ ) от каждого LCU, и четыре вывода переноса, генерируемые LCU второго уровня, подаются в LCU первого уровня.

Ссылки

^ «Сумматор с просмотром вперед» . Архивировано из оригинала 25 сентября 2011 г. Проверено 7 октября 2011 г.

Кац, Рэнди (1994). Современный логический дизайн . Издательская компания Бенджамина/Каммингса. стр. 249–256 . ISBN 0-8053-2703-7 .
Вахид, Франк (2006). Цифровой дизайн . Издательство John Wiley and Sons. стр. 296–316 . ISBN 0-470-04437-3 .

[1] «Сумматор с просмотром вперед» . Архивировано из оригинала 25 сентября 2011 г. Проверено 7 октября 2011 г.

[1]