Digitale Schaltungstechnik/ Addierer/ Alternativen/ Skip/ Rückspiegel
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Problem
BearbeitenAnalyse
BearbeitenLösung
BearbeitenWieso haben wir uns denn diesen Aufwand gemacht?
Um das zu verstehen müssen wir etwas ausschweifen: grosse Rechenwerke die wirklich zeitkritisch sind, werden nicht als Paralleladdierende TTL-Gräber aufgebaut sondern in Prozessoren intregiert. Jetzt muss man noch wissen, das eine CPU neben Rechnen auch vieles anderes macht, wie Daten lesen und Schreiben, Befehle dekodieren und so weiter. Sobald aber alle Daten bereitliegen, muss das Rechenwerk die Rechnung so schnell wie möglich lösen.
Aber wie löst das unser Problem?
Die Lösung ist verblüffend einfach: In den Takten, in denen der Prozessor sein Rechenwerk gerade nicht braucht, legt er einfach 000 an alle Eingänge. Das "Leeren" des Addierwerkes dauert gerade mal 400 ns, fällt also im Vergleich zum Berechnen also gar nicht mal so ins Gewicht.
Eigentlich ist es verblüffend: Obwohl wir das Addierwerk vor jeder Berechnung leeren müssen, ist es (aber einer gewissen Grösse) denoch schneller als ein konventionelles.
Optimierung
BearbeitenIn den Details gibt es bei der hier vorgestellten Schaltung noch Optimierungspotential, das wir hier aber nur in Stichwörtern wiedergeben:
- erste Addierer-Gruppe mit Zusatzlogik ausstatten (siehe Digitale Schaltungstechnik/ Addierer/ Alternativen/ Skip/ Stufe 1)
- 4-fach-AND durch 2-fach-AND realisieren
- ...
Anwendungen
BearbeitenCarry Skip Addierer für 4 Bit sind mit dem 74283 erhältlich.[1]