అలల క్యారీ అడ్డెర్: పని, రకాలు మరియు దాని అనువర్తనాలు

అలల క్యారీ అడ్డెర్: పని, రకాలు మరియు దాని అనువర్తనాలు

లో డిజిటల్ ఎలక్ట్రానిక్స్ రెండు-బిట్ బైనరీ సంఖ్యలను జోడించడం ద్వారా ఉపయోగించడం సాధ్యపడుతుంది సగం యాడర్ . మరియు ఇన్పుట్ సీక్వెన్స్ మూడు-బిట్ సీక్వెన్స్ కలిగి ఉంటే, పూర్తి సంకలనాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా అదనంగా ప్రక్రియను పూర్తి చేయవచ్చు. ఇన్పుట్ సీక్వెన్స్లో బిట్స్ సంఖ్యలు ఎక్కువగా ఉంటే, సగం యాడర్ ఉపయోగించి ప్రక్రియను పూర్తి చేయవచ్చు. పూర్తి యాడర్ అదనపు ఆపరేషన్‌ను పూర్తి చేయలేము. కాబట్టి ఈ లోపాలను “అలల క్యారీ అడ్డెర్” ఉపయోగించడం ద్వారా అధిగమించవచ్చు. ఇది ఒక ప్రత్యేకమైన రకం లాజిక్ సర్క్యూట్ డిజిటల్ ఆపరేషన్లలో N- బిట్ సంఖ్యలను జోడించడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఈ వ్యాసం అలల-క్యారీ-యాడర్ మరియు దాని ఆపరేషన్ యొక్క అవలోకనాన్ని వివరిస్తుంది.



అలల క్యారీ అడ్డెర్ అంటే ఏమిటి?

బహుళ పూర్తి యాడర్‌ల యొక్క నిర్మాణం n బిట్ బైనరీ సీక్వెన్స్ యొక్క ఫలితాలను అందించే రీతిలో క్యాస్కేడ్ చేయబడింది. ఈ యాడెర్ దాని నిర్మాణంలో క్యాస్కేడ్ పూర్తి యాడర్‌లను కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి ప్రతి పూర్తి యాడర్ దశలో అలలు-క్యారీ యాడర్ సర్క్యూట్లో క్యారీ ఉత్పత్తి అవుతుంది. ప్రతి పూర్తి యాడర్ దశలో ఈ క్యారీ అవుట్‌పుట్ దాని తదుపరి పూర్తి యాడర్‌కు ఫార్వార్డ్ చేయబడుతుంది మరియు దానికి క్యారీ ఇన్‌పుట్‌గా వర్తించబడుతుంది. ఈ ప్రక్రియ దాని చివరి పూర్తి యాడర్ దశ వరకు కొనసాగుతుంది. కాబట్టి, ప్రతి క్యారీ అవుట్పుట్ బిట్ పూర్తి యాడర్ యొక్క తదుపరి దశకు అలలు అవుతుంది. ఈ కారణంగా, దీనికి “RIPPLE CARRY ADDER” అని పేరు పెట్టారు. ఇన్పుట్ బిట్ సీక్వెన్స్‌లను సీక్వెన్స్ 4 బిట్ లేదా 5 బిట్ లేదా ఏదైనా జోడించడం దీని యొక్క ముఖ్యమైన లక్షణం.


“ఈ క్యారీ యాడర్‌లో పరిగణించవలసిన ముఖ్యమైన అంశం ఏమిటంటే, ప్రతి పూర్తి యాడర్ దశ ద్వారా క్యారీ అవుట్‌పుట్‌లు ఉత్పత్తి చేయబడి, దాని తదుపరి దశకు ఫార్వార్డ్ చేయబడిన తర్వాత మాత్రమే తుది అవుట్‌పుట్ తెలుసు. కాబట్టి ఈ క్యారీ యాడర్‌ని ఉపయోగించడం ద్వారా ఫలితం పొందడానికి ఆలస్యం ఉంటుంది ”.



అలల-క్యారీ యాడర్‌లలో వివిధ రకాలు ఉన్నాయి. వారు:

  • 4-బిట్ అలల-క్యారీ యాడర్
  • 8-బిట్ అలల-క్యారీ యాడర్
  • 16-బిట్ అలల-క్యారీ యాడర్

మొదట, మేము 4-బిట్ అలల-క్యారీ-యాడర్‌తో ప్రారంభిస్తాము మరియు తరువాత 8 బిట్ మరియు 16-బిట్ అలల-క్యారీ యాడర్‌లతో ప్రారంభిస్తాము.



4-బిట్ అలల క్యారీ అడ్డెర్

దిగువ రేఖాచిత్రం 4-బిట్ అలల-క్యారీ యాడర్‌ను సూచిస్తుంది. ఈ యాడర్‌లో, క్యాస్కేడ్‌లో నాలుగు పూర్తి యాడర్‌లు కనెక్ట్ చేయబడ్డాయి. కో అనేది క్యారీ ఇన్పుట్ బిట్ మరియు ఇది ఎల్లప్పుడూ సున్నా. ఈ ఇన్పుట్ క్యారీ ‘కో’ రెండు ఇన్పుట్ సీక్వెన్సులైన ఎ 1 ఎ 2 ఎ 3 ఎ 4 మరియు బి 1 బి 2 బి 3 బి 4 లకు వర్తించినప్పుడు, అవుట్పుట్ ఎస్ 1 ఎస్ 2 ఎస్ 3 ఎస్ 4 మరియు అవుట్పుట్ క్యారీ సి 4 తో ప్రాతినిధ్యం వహిస్తుంది.


4-బిట్ RCA రేఖాచిత్రం

4-బిట్ అలల క్యారీ అడ్డెర్ యొక్క పని

  • 0101 మరియు 1010 అనే రెండు ఇన్పుట్ సీక్వెన్సులకు ఉదాహరణ తీసుకుందాం. ఇవి A4 A3 A2 A1 మరియు B4 B3 B2 B1 ను సూచిస్తాయి.
  • ఈ యాడెర్ కాన్సెప్ట్ ప్రకారం, ఇన్పుట్ క్యారీ 0.
  • ఇన్పుట్ క్యారీ 0 తో పాటు 1 వ పూర్తి యాడర్ వద్ద Ao & Bo వర్తించినప్పుడు.
  • ఇక్కడ A1 = 1 B1 = 0 Cin = 0
  • ఈ యాడెర్ యొక్క మొత్తం మరియు క్యారీ సమీకరణాల ప్రకారం మొత్తం (ఎస్ 1) మరియు క్యారీ (సి 1) ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. దాని సిద్ధాంతం ప్రకారం, సమ్ = A1⊕B1⊕Cin మరియు క్యారీ = A1B1⊕B1Cin⊕CinA1 యొక్క అవుట్పుట్ సమీకరణం
  • ఈ సమీకరణం ప్రకారం, 1 వ పూర్తి యాడర్ S1 = 1 మరియు క్యారీ అవుట్పుట్ అనగా, C1 = 0.
  • తదుపరి ఇన్పుట్ బిట్స్ A2 మరియు B2, అవుట్పుట్ S2 = 1 మరియు C2 = 0. మాదిరిగానే. ఇక్కడ ముఖ్యమైన విషయం ఏమిటంటే రెండవ దశ పూర్తి యాడర్‌కు ఇన్పుట్ క్యారీ లభిస్తుంది, అనగా C1 ఇది ప్రారంభ దశ పూర్తి యాడెర్ యొక్క అవుట్పుట్ క్యారీ.
  • ఇలా తుది అవుట్పుట్ సీక్వెన్స్ (S4 S3 S2 S1) = (1 1 1 1) మరియు అవుట్పుట్ క్యారీ C4 = 0 పొందుతుంది
  • ఈ క్యారీ యాడర్‌కు వర్తింపజేసినప్పుడు ఇది 4-బిట్ ఇన్‌పుట్ సీక్వెన్స్‌ల కోసం అదనపు ప్రక్రియ.

8-బిట్ అలల క్యారీ అడ్డెర్

  • ఇది 8 పూర్తి యాడర్‌లను కలిగి ఉంటుంది, ఇవి క్యాస్కేడ్ రూపంలో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి.
  • ప్రతి పూర్తి యాడర్ క్యారీ అవుట్‌పుట్ తదుపరి దశ పూర్తి యాడర్‌కు ఇన్‌పుట్ క్యారీగా కనెక్ట్ చేయబడింది.
  • ఇన్పుట్ సీక్వెన్సులు (A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8) మరియు (B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8) చేత సూచించబడతాయి మరియు దాని సంబంధిత అవుట్పుట్ క్రమాన్ని (S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8) సూచిస్తుంది.
  • 8-బిట్ అలల-క్యారీ-యాడర్‌లో చేరిక ప్రక్రియ అదే సూత్రం, ఇది 4-బిట్ అలల-క్యారీ-యాడర్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది, అనగా, రెండు ఇన్‌పుట్ సీక్వెన్స్‌ల నుండి ప్రతి బిట్ ఇన్‌పుట్ క్యారీతో పాటు జోడించబడుతుంది.
  • రెండు 8 బిట్ బైనరీ అంకెల శ్రేణిని కలిపినప్పుడు ఇది ఉపయోగించబడుతుంది.
8 బిట్-అలల-క్యారీ-యాడర్

8 బిట్-అలల-క్యారీ-యాడర్

16-బిట్ అలల క్యారీ అడ్డెర్

  • ఇది 16 పూర్తి యాడర్‌లను కలిగి ఉంటుంది, ఇవి క్యాస్కేడ్ రూపంలో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి.
  • ప్రతి పూర్తి యాడర్ క్యారీ అవుట్‌పుట్ తదుపరి దశ పూర్తి యాడర్‌కు ఇన్‌పుట్ క్యారీగా కనెక్ట్ చేయబడింది.
  • ఇన్పుట్ సీక్వెన్సులను (A1… .. A16) మరియు (B1 …… B16) సూచిస్తాయి మరియు దాని సంబంధిత అవుట్పుట్ సీక్వెన్స్ (S1 …… .. S16) చే సూచించబడుతుంది.
  • 16-బిట్ అలల-క్యారీ-యాడర్‌లో చేరిక ప్రక్రియ 4-బిట్ అలల-క్యారీ యాడర్‌లో ఉపయోగించబడే అదే సూత్రం, అనగా, రెండు ఇన్‌పుట్ సీక్వెన్స్‌ల నుండి ప్రతి బిట్ ఇన్‌పుట్ క్యారీతో పాటు జోడించబోతోంది.
  • రెండు 16 బిట్ బైనరీ అంకెల శ్రేణిని కలిపినప్పుడు ఇది ఉపయోగించబడుతుంది.
16-బిట్-అలల-క్యారీ-యాడర్

16-బిట్-అలల-క్యారీ-యాడర్

అలల క్యారీ అడ్డర్ ట్రూత్ టేబుల్

అలల-క్యారీ-యాడెర్ కోసం అన్ని ఇన్పుట్ల కలయికల కోసం అవుట్పుట్ విలువలను సత్య పట్టిక క్రింద చూపిస్తుంది.

ఎ 1 ఎ 2 ఎ 3 ఎ 4 బి 4 బి 3 బి 2 బి 1 ఎస్ 4 ఎస్ 3 ఎస్ 2 ఎస్ 1

తీసుకువెళ్ళండి

0

000000000000
010001001000

0

1

000100000001
101010100100

1

110011001000

1

111011101100

1

111111111110

1

అలల క్యారీ అడ్డెర్ VHDL కోడ్

VHDL (VHSIC HDL) హార్డ్వేర్ వివరణ భాష. ఇది డిజిటల్ డిజైన్ భాష. ఈ క్యారీ యాడర్‌కు VHDL కోడ్ క్రింద చూపబడింది.

లైబ్రరీ IEEE
IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ఉపయోగించండి

ఎంటిటీ రిప్పల్కార్యాడర్
పోర్ట్ (A: STD_LOGIC_VECTOR లో (3 నుండి 0 వరకు)
B: STD_LOGIC_VECTOR లో (3 నుండి 0 వరకు)
సిన్: STD_LOGIC లో
S: అవుట్ STD_LOGIC_VECTOR (3 నుండి 0 వరకు)
కౌట్: STD_LOGIC అవుట్)
ముగింపు రిప్పల్కార్యాడర్

ఆర్కిటెక్చర్ రిప్లెకార్యాడర్ యొక్క బిహేవియరల్ - పూర్తి అడ్డెర్ VHDL కోడ్ కాంపోనెంట్ డిక్లరేషన్
భాగం పూర్తి_అడర్_విహెచ్‌డిఎల్_కోడ్
పోర్ట్ (A: STD_LOGIC లో
B: STD_LOGIC లో
సిన్: STD_LOGIC లో
S: STD_LOGIC అవుట్
కౌట్: STD_LOGIC అవుట్)
ముగింపు భాగం

- ఇంటర్మీడియట్ క్యారీ డిక్లరేషన్
సిగ్నల్ c1, c2, c3: STD_LOGIC

ప్రారంభం

- పోర్ట్ మ్యాపింగ్ పూర్తి అడ్డర్ 4 సార్లు
FA1: full_adder_vhdl_code పోర్ట్ మ్యాప్ (A (0), B (0), సిన్, S (0), c1)
FA2: full_adder_vhdl_code పోర్ట్ మ్యాప్ (A (1), B (1), c1, S (1), c2)
FA3: full_adder_vhdl_code పోర్ట్ మ్యాప్ (A (2), B (2), c2, S (2), c3)
FA4: full_adder_vhdl_code పోర్ట్ మ్యాప్ (A (3), B (3), c3, S (3), Cout)

బిహేవియరల్

అలల క్యారీ అడ్డెర్ వెరిలోగ్ కోడ్

వెరిలోగ్ కోడ్ హార్డ్‌వేర్ వివరణ భాష. ఇది రూపకల్పన మరియు ధృవీకరణ ప్రయోజనం కోసం RTL దశలో డిజిటల్ సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ క్యారీ యాడర్‌కు వెరిలోగ్ కోడ్ క్రింద చూపబడింది.

మాడ్యూల్ అలల_కారి_దర్ (a, b, cin, sum, cout)
ఇన్పుట్ [03: 0] a
ఇన్పుట్ [03: 0] బి
ఇన్పుట్ సిన్
అవుట్పుట్ [03: 0] మొత్తం
అవుట్పుట్ కౌట్
వైర్ [2: 0] సి
ఫుల్లాడ్ a1 (a [0], బి [0], సిన్, మొత్తం [0], సి [0])
ఫుల్లాడ్ a2 (a [1], బి [1], సి [0], మొత్తం [1], సి [1])
ఫుల్లాడ్ ఎ 3 (ఎ [2], బి [2], సి [1], మొత్తం [2], సి [2])
ఫుల్లాడ్ ఎ 4 (ఎ [3], బి [3], సి [2], మొత్తం [3], కౌట్)
ఎండ్‌మోడ్యూల్
fulladd మాడ్యూల్ (a, b, CIN, మొత్తం, న్యాయస్థానం)
ఇన్పుట్ a, b, cin
అవుట్పుట్ మొత్తం, కౌట్
కేటాయించు మొత్తం = (a ^ b ^ cin)
cout = ((a & b) | (b & cin) | (a & cin)) కేటాయించండి

అలల క్యారీ యాడర్ అనువర్తనాలు

అలల-క్యారీ-యాడర్ అనువర్తనాలు ఈ క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

  • ఈ క్యారీ యాడర్‌లను ఎక్కువగా ఎన్-బిట్ ఇన్‌పుట్ సీక్వెన్స్‌లతో పాటు ఉపయోగిస్తారు.
  • ఈ క్యారీ యాడర్‌లు డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్‌లో వర్తిస్తాయి మరియు మైక్రోప్రాసెసర్లు .

అలలు క్యారీ అడ్డర్ ప్రయోజనాలు

అలల-క్యారీ-యాడర్ ప్రయోజనాలు క్రిందివి.

  • ఖచ్చితమైన ఫలితాలను పొందడానికి మేము n- బిట్ సీక్వెన్సుల కోసం అదనపు ప్రక్రియను చేయగలము కాబట్టి ఈ క్యారీ యాడర్‌కు ఒక ప్రయోజనం ఉంది.
  • ఈ యాడర్ యొక్క రూపకల్పన సంక్లిష్టమైన ప్రక్రియ కాదు.

అలల క్యారీ యాడర్ ఇన్పుట్ బిట్ సీక్వెన్సులు పెద్దగా ఉన్నప్పుడు సగం యాడర్ మరియు పూర్తి యాడర్స్ అదనపు ఆపరేషన్ చేయనప్పుడు ప్రత్యామ్నాయం. కానీ ఇక్కడ, ఇది కొంత ఆలస్యం తో ఇన్పుట్ బిట్ సీక్వెన్సులకు అవుట్పుట్ ఇస్తుంది. డిజిటల్ సర్క్యూట్ల ప్రకారం, సర్క్యూట్ ఆలస్యం తో అవుట్పుట్ ఇస్తే మంచిది కాదు. క్యారీ లుక్-ఫార్వర్డ్ యాడర్ సర్క్యూట్ ద్వారా దీనిని అధిగమించవచ్చు.