Digitale Schaltungstechnik/ Addierer/ Alternativen/ Skip

Titelseite
  1. Addierer
    1. Mehr-Bit Addierer
      1. BCD
    2. Binäre Quersumme
    3. mehrere Variablen
  2. Subtraktion
    1. kombiniertes Rechenwerk
  3. Alternative Addierer
    1. Carry-Ripple-Addierer
    2. Carry-Skip-Addierer
      1. Stufe 2 bis n
      2. Stufe 1
      3. Rückspiegel
    3. Carry-Look-Ahead-Addierer
    4. Serienaddierwerk

IdeeBearbeiten

Das Problem am Carry-Ripple-Addierer ist, dass der Übertrag von Addierer zu Addierer "wandern" muss: Im Extremfall bewirkt ein Übertrag an der untersten Stelle, wie im Beispiel gezeigt, dass jeder Addierer umschalten muss.

Es liegt nun also nahe, das Weiterreichen des Übertrags zu beschleunigen.

Dazu fassen wir die einzelnen Volladdierer zu Gruppen (in unserem Beispiel 3 Bit, in der Praxis aber eher 4 Bit oder mehr) zusammen. In jeder Gruppe wird eine Zusatzlogik implementiert, die überprüft, ob das Carry In True ist und zusammen mit der anliegenden Zahl einen Übertrag in der Stufe auslöst. Wenn ja, leitet die Logik das sofort weiter an die nächste Stufe.

Sobald ein Übertrag erkannt ist, wird er so schnell wie möglich der nächsten Stufe übergeben und dort gleich behandelt.

Dass die Zusatzschaltung nur dann reagiert wenn Carry In True ist, hat mehrere Gründe:

Der erste Grund ist: Je komplexer die Zusatzlogik ist, desto langsamer wird sie. Die Zusatzschaltung kann also nur wenige, spezielle Fälle abhandeln, damit sie überhaupt eine Beschleunigung bewirkt.

Nun ergibt sich auch, wieso Carry In True sein muss: Da das "Durchwandern" des Carry Signals (Carry Ripple) die maximale Schaltzeit bestimmt und damit die Geschwindigkeit limitiert.