कैरी-चयन योजक

इलेक्ट्रॉनिक्स में, कैरी-सेलेक्ट एडर एक योजक (इलेक्ट्रॉनिक्स) को लागू करने का एक विशेष तरीका है, जो एक तर्क तत्व है जो गणना करता है $(n+1)$-दो का बिट योग $n$-बिट संख्या. कैरी-सेलेक्ट योजक सरल है, बल्कि तेज़ है, इसमें गेट स्तर की गहराई है $O({\sqrt {n}})$.

निर्माण

कैरी-सेलेक्ट एडर में आम तौर पर तरंग-वाहक योजक और एक बहुसंकेतक होता है। कैरी-सेलेक्ट ऐडर के साथ दो एन-बिट नंबरों को जोड़ना दो ऐडर्स (इसलिए दो रिपल-कैरी ऐडर्स) के साथ किया जाता है, ताकि गणना दो बार की जा सके, एक बार कैरी-इन शून्य होने की धारणा के साथ और दूसरी बार यह मानते हुए यह एक होगा. दो परिणामों की गणना करने के बाद, सही कैरी-इन ज्ञात होने पर मल्टीप्लेक्सर के साथ सही योग, साथ ही सही कैरी-आउट का चयन किया जाता है।

प्रत्येक कैरी सेलेक्ट ब्लॉक में बिट्स की संख्या एक समान या परिवर्तनशील हो सकती है। एकसमान मामले में, ब्लॉक आकार के लिए इष्टतम विलंब होता है $\lfloor {\sqrt {n}}\rfloor$. परिवर्तनीय होने पर, ब्लॉक आकार में अतिरिक्त इनपुट ए और बी से लेकर कैरी आउट तक की देरी होनी चाहिए, जो कि इसमें जाने वाली मल्टीप्लेक्सर श्रृंखला के बराबर है, ताकि कैरी आउट की गणना समय पर की जा सके। $O({\sqrt {n}})$ h> विलंब एक समान आकार से प्राप्त होता है, जहां प्रति ब्लॉक पूर्ण-योजक तत्वों की आदर्श संख्या जोड़े जाने वाले बिट्स की संख्या के वर्गमूल के बराबर होती है, क्योंकि इससे समान संख्या में MUX विलंब प्राप्त होंगे।

बुनियादी बिल्डिंग ब्लॉक

File:Carry-select-adder-detailed-block.pngऊपर कैरी-सेलेक्ट एडर का मूल बिल्डिंग ब्लॉक है, जहां ब्लॉक का आकार 4 है। दो 4-बिट रिपल-कैरी एडर्स को एक साथ मल्टीप्लेक्स किया जाता है, जहां परिणामी कैरी और सम बिट्स को कैरी-इन द्वारा चुना जाता है। चूँकि एक रिपल-कैरी योजक 0 का कैरी-इन मानता है, और दूसरा 1 का कैरी-इन मानता है, वास्तविक कैरी-इन के माध्यम से किस योजक की सही धारणा थी, इसका चयन करने से वांछित परिणाम प्राप्त होता है।

समान आकार का योजक

File:Carry-select-adder-fixed-size.pngइनमें से तीन ब्लॉकों और एक 4-बिट रिपल-कैरी योजक के साथ 4 के समान ब्लॉक आकार वाला 16-बिट कैरी-सेलेक्ट योजक बनाया जा सकता है। चूंकि गणना की शुरुआत में कैरी-इन ज्ञात होता है, इसलिए पहले चार बिट्स के लिए कैरी सेलेक्ट ब्लॉक की आवश्यकता नहीं होती है। इस योजक का विलंब चार पूर्ण योजक विलंब, साथ ही तीन MUX विलंब होगा।

परिवर्तनीय आकार योजक

File:Carry-select-adder-variable-size.pngवैरिएबल आकार वाला 16-बिट कैरी-सेलेक्ट योजक इसी तरह बनाया जा सकता है। यहां हम 2-2-3-4-5 के ब्लॉक आकार वाला एक योजक दिखाते हैं। यह ब्रेक-अप तब आदर्श होता है जब पूर्ण-योजक विलंब एमयूएक्स विलंब के बराबर होता है, जिसकी संभावना नहीं है। कुल विलंब दो पूर्ण योजक विलंब और चार mux विलंब है। हम दो कैरी चेन के माध्यम से देरी को बनाने की कोशिश करते हैं और पिछले चरण की देरी को बराबर करते हैं।

सशर्त योग योजक

एक सशर्त योग योजक कैरी-सेलेक्ट योजक पर आधारित एक पुनरावर्ती संरचना है। सशर्त योग योजक में, एमयूएक्स स्तर दो एन/2-बिट इनपुट के बीच चयन करता है जो स्वयं सशर्त-योग योजक के रूप में निर्मित होते हैं। पेड़ के निचले स्तर में 2-बिट योजक (1 आधा योजक और 3 पूर्ण योजक) और 2 एकल-बिट मल्टीप्लेक्सर्स के जोड़े होते हैं।

सशर्त योग योजक मध्यवर्ती कैरी आउटपुट के बहुत बड़े प्रशंसक बाहर से ग्रस्त है। अंतिम स्तर पर फैन आउट n/2 जितना ऊंचा हो सकता है $c_{n/2-1}$ सभी मल्टीप्लेक्सर्स को ड्राइव करता है $s_{n/2}$ को $s_{n-1}$.

अन्य योजक संरचनाओं के साथ संयोजन

एमयूएक्स इनपुट उत्पन्न करने के लिए कैरी-सेलेक्ट एडर डिज़ाइन को कैरी-लुकहेड योजक संरचना के साथ पूरक किया जा सकता है, इस प्रकार संभावित रूप से क्षेत्र को कम करते हुए समानांतर उपसर्ग एडर के रूप में और भी अधिक प्रदर्शन प्राप्त होता है।

कोग्गे-स्टोन एडर लेख में एक उदाहरण दिखाया गया है।

अग्रिम पठन

• Savard, John J. G. (2018) [2006]. "Advanced Arithmetic Techniques". quadibloc. Archived from the original on 2018-07-03. Retrieved 2018-07-16.