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超前進位加法器

標籤:加法器

超前進位加法器的思想:三步運算,1,由輸入的A,B算出每一位的G,P;2,由各位的G,P算出每一位的GN:0,PN:0;3,由每一位的GN:0,PN:0與CIN算出每一位的COUT,S。其中第1,3步顯然是可以并行處理的,計算的主要複雜度集中在了第2步。
第2步的并行化,也就是實現GN:0,PN:0的點運算分解的并行化。
這種思想的產生,基於對加法器的分析。
令G = AB,P = A⊕B,則COUT(G,P) = G + PCIN,S(G,P)=P⊕CIN。由此,A,B,CIN,S,COUT五者的關係,變為了G,P,CIN,S,COUT五者的關係。
再由點運算(•),(G,P)•(G』,P』)=(G + PG』,PP』),可以分解(G 3:2,P3:2) =(G3,P3)•(G2,P2)。
設計加法器時,忽略CIN,將COUT併入S,使之成為S的第33位,則只有三個量:A,B,S。將A對應alu_in1[31:0],B對應alu_in2[31:0],S對應add_out[32:0]。
這樣前兩者便是加法器中的input,最後一個便是加法器中的output。
頂層模塊的介面就是以上三個。在典型32位的超前進位加法器設計中,將三步運算中的第1,3步各用一個子模塊實現,將第2步的運算分為五步,每一步用一個子模塊實現,頂層共有7個模塊。
從左至右,第一級由輸入數據生成G,P。然後是第二,三,四,五,六級,共5級點運算。最後第七級,由前六級的結果產生和add_out[31:0]與進位add_out[32]。
可以看出,這七級是串列執行的關係。
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