சிற்றலை கேரி ஆடர்: வேலை, வகைகள் மற்றும் அதன் பயன்பாடுகள்

இல் டிஜிட்டல் மின்னணுவியல் இரண்டு பிட் பைனரி எண்களைச் சேர்ப்பதன் மூலம் சாத்தியமாகும் அரை சேர்க்கை . உள்ளீட்டு வரிசையில் மூன்று பிட் வரிசை இருந்தால், முழு சேர்க்கையாளரைப் பயன்படுத்தி கூட்டல் செயல்முறையை முடிக்க முடியும். ஆனால் உள்ளீட்டு வரிசையில் பிட்களின் எண்ணிக்கை அதிகமாக இருந்தால், அரை சேர்க்கையாளரைப் பயன்படுத்தி செயல்முறையை முடிக்க முடியும். ஏனெனில் கூடுதல் சேர்ப்பால் கூட்டல் செயல்பாட்டை முடிக்க முடியாது. எனவே இந்த குறைபாடுகளை “சிற்றலை கேரி ஆடர்” பயன்படுத்துவதன் மூலம் சமாளிக்க முடியும். இது ஒரு தனித்துவமான வகை லாஜிக் சுற்று டிஜிட்டல் செயல்பாடுகளில் N- பிட் எண்களைச் சேர்க்கப் பயன்படுகிறது. இந்த கட்டுரை சிற்றலை-கேரி-சேர்க்கை மற்றும் அதன் செயல்பாட்டின் கண்ணோட்டத்தை விவரிக்கிறது.

சிற்றலை கேரி ஆடர் என்றால் என்ன?

பல முழு சேர்க்கைகளின் கட்டமைப்பானது ஒரு n பிட் பைனரி வரிசையைச் சேர்ப்பதன் முடிவுகளைத் தரும் வகையில் அடுக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த சேர்க்கை அதன் கட்டமைப்பில் அடுக்கு முழு சேர்க்கைகளை உள்ளடக்கியது, எனவே ஒவ்வொரு முழு சேர்க்கை கட்டத்திலும் சிற்றலை-கேரி சேர்க்கை சுற்றுகளில் கேரி உருவாக்கப்படும். ஒவ்வொரு முழு சேர்க்கை கட்டத்திலும் இந்த கேரி வெளியீடு அதன் அடுத்த முழு சேர்க்கைக்கு அனுப்பப்படுகிறது, மேலும் அதற்கு ஒரு கேரி உள்ளீடாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த செயல்முறை அதன் கடைசி முழு சேர்க்கை நிலை வரை தொடர்கிறது. எனவே, ஒவ்வொரு கேரி வெளியீட்டு பிட்டும் முழு சேர்க்கையின் அடுத்த கட்டத்திற்கு சிதறடிக்கப்படுகிறது. இந்த காரணத்தால், இதற்கு “RIPPLE CARRY ADDER” என்று பெயரிடப்பட்டுள்ளது. வரிசை 4 பிட் அல்லது 5 பிட் அல்லது ஏதேனும் உள்ளீட்டு பிட் காட்சிகளைச் சேர்ப்பதே இதன் மிக முக்கியமான அம்சமாகும்.

'இந்த கேரி ஆடரில் கருத்தில் கொள்ள வேண்டிய மிக முக்கியமான புள்ளி ஒன்று, ஒவ்வொரு முழு சேர்க்கை கட்டத்தாலும் கேரி வெளியீடுகள் உருவாக்கப்பட்டு அதன் அடுத்த கட்டத்திற்கு அனுப்பப்பட்ட பின்னரே இறுதி வெளியீடு அறியப்படுகிறது. எனவே இந்த கேரி ஆடரைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் முடிவைப் பெற தாமதம் ஏற்படும் ”.

சிற்றலை-கேரி சேர்க்கைகளில் பல்வேறு வகைகள் உள்ளன. அவை:

• 4-பிட் சிற்றலை-கேரி சேர்க்கை
• 8-பிட் சிற்றலை-கேரி சேர்க்கை
• 16-பிட் சிற்றலை-கேரி சேர்க்கை

முதலில், நாங்கள் 4-பிட் சிற்றலை-கேரி-சேர்க்கை மற்றும் 8 பிட் மற்றும் 16-பிட் சிற்றலை-கேரி சேர்க்கையாளர்களுடன் தொடங்குவோம்.

4-பிட் சிற்றலை கேரி ஆடர்

கீழேயுள்ள வரைபடம் 4-பிட் சிற்றலை-கேரி சேர்க்கையாளரைக் குறிக்கிறது. இந்த சேர்க்கையில், நான்கு முழு சேர்க்கைகள் அடுக்கில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. கோ என்பது கேரி உள்ளீட்டு பிட் மற்றும் அது எப்போதும் பூஜ்ஜியமாகும். இந்த உள்ளீட்டு கேரி ‘கோ’ இரண்டு உள்ளீட்டு வரிசைகளுக்கு A1 A2 A3 A4 மற்றும் B1 B2 B3 B4 ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தும்போது, ​​வெளியீடு S1 S2 S3 S4 மற்றும் வெளியீடு C4 உடன் குறிப்பிடப்படுகிறது.

4-பிட் ஆர்.சி.ஏ வரைபடம்

4-பிட் சிற்றலை கேரி ஆடரின் வேலை

• 0101 மற்றும் 1010 ஆகிய இரண்டு உள்ளீட்டு வரிசைகளின் உதாரணத்தை எடுத்துக் கொள்வோம். இவை A4 A3 A2 A1 மற்றும் B4 B3 B2 B1 ஐக் குறிக்கும்.
• இந்த சேர்க்கை கருத்தின்படி, உள்ளீட்டு கேரி 0 ஆகும்.
• உள்ளீடு கேரி 0 உடன் 1 வது முழு சேர்க்கையில் Ao & Bo பயன்படுத்தப்படும்போது.
• இங்கே A1 = 1 B1 = 0 Cin = 0
• இந்த சேர்க்கையாளரின் தொகை மற்றும் கேரி சமன்பாடுகளின்படி தொகை (எஸ் 1) மற்றும் கேரி (சி 1) உருவாக்கப்படும். அதன் கோட்பாட்டின் படி, தொகை = A1⊕B1⊕Cin மற்றும் கேரி = A1B1⊕B1Cin⊕CinA1 க்கான வெளியீட்டு சமன்பாடு
• இந்த சமன்பாட்டின் படி, 1 வது முழு சேர்க்கையாளர் S1 = 1 மற்றும் கேரி வெளியீடு அதாவது, C1 = 0.
• அடுத்த உள்ளீட்டு பிட்கள் A2 மற்றும் B2, வெளியீடு S2 = 1 மற்றும் C2 = 0. போன்றது. இங்கே முக்கியமான புள்ளி இரண்டாம் கட்ட முழு சேர்க்கையாளருக்கு உள்ளீட்டு கேரி கிடைக்கிறது, அதாவது C1 இது ஆரம்ப கட்ட முழு சேர்க்கையின் வெளியீட்டு கேரி ஆகும்.
• இதுபோன்று இறுதி வெளியீட்டு வரிசை (எஸ் 4 எஸ் 3 எஸ் 2 எஸ் 1) = (1 1 1 1) மற்றும் வெளியீடு கேரி சி 4 = 0
• இந்த கேரி சேர்க்கையாளருக்கு இது பயன்படுத்தப்படும் போது 4-பிட் உள்ளீட்டு காட்சிகளுக்கான கூட்டல் செயல்முறை இதுவாகும்.

8-பிட் சிற்றலை கேரி ஆடர்

• இது 8 முழு சேர்க்கைகளைக் கொண்டுள்ளது, அவை அடுக்கு வடிவத்தில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன.
• ஒவ்வொரு முழு சேர்க்கை கேரி வெளியீடும் அடுத்த கட்ட முழு சேர்க்கைக்கு உள்ளீட்டு கேரியாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது.
• உள்ளீட்டு வரிசைகள் (A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8) மற்றும் (B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8) ஆல் குறிக்கப்படுகின்றன மற்றும் அதன் தொடர்புடைய வெளியீட்டு வரிசை (S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8) ஆல் குறிக்கப்படுகிறது.
• 8-பிட் சிற்றலை-கேரி-ஆடரில் கூட்டல் செயல்முறை 4-பிட் சிற்றலை-கேரி-ஆடரில் பயன்படுத்தப்படும் அதே கொள்கையாகும், அதாவது, இரண்டு உள்ளீட்டு வரிசைகளில் இருந்து ஒவ்வொரு பிட்டும் உள்ளீட்டு கேரியுடன் சேர்க்கப்படும்.
• இரண்டு 8 பிட் பைனரி இலக்கங்களின் வரிசையைச் சேர்க்கும்போது இது பயன்படுத்தப்படும்.

8 பிட்-சிற்றலை-கேரி-சேர்க்கை

16-பிட் சிற்றலை கேரி ஆடர்

• இது 16 முழு சேர்க்கைகளைக் கொண்டுள்ளது, அவை அடுக்கு வடிவத்தில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன.
• ஒவ்வொரு முழு சேர்க்கை கேரி வெளியீடும் அடுத்த கட்ட முழு சேர்க்கைக்கு உள்ளீட்டு கேரியாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது.
• உள்ளீட்டு வரிசைமுறைகள் (A1… .. A16) மற்றும் (B1 …… B16) ஆல் குறிக்கப்படுகின்றன, மேலும் அதன் தொடர்புடைய வெளியீட்டு வரிசை (S1 …… .. S16) ஆல் குறிக்கப்படுகிறது.
• 16-பிட் சிற்றலை-கேரி-ஆடரில் கூட்டல் செயல்முறை 4-பிட் சிற்றலை-கேரி சேர்க்கையில் பயன்படுத்தப்படும் அதே கொள்கையாகும், அதாவது, இரண்டு உள்ளீட்டு வரிசைகளில் இருந்து ஒவ்வொரு பிட்டும் உள்ளீட்டு கேரியுடன் சேர்க்கப் போகிறது.
• இரண்டு 16 பிட் பைனரி இலக்கங்களின் வரிசையைச் சேர்க்கும்போது இது பயன்படுத்தப்படும்.

16-பிட்-சிற்றலை-கேரி-சேர்க்கை

சிற்றலை கேடர் உண்மை அட்டவணை

சிற்றலை-கேரி-சேர்க்கைக்கான அனைத்து உள்ளீடுகளின் சாத்தியமான சேர்க்கைகளுக்கான வெளியீட்டு மதிப்புகளை உண்மை அட்டவணைக்கு கீழே காட்டுகிறது.

சிற்றலை கேரி ஆடர் வி.எச்.டி.எல் குறியீடு

VHDL (VHSIC HDL) என்பது வன்பொருள் விளக்க மொழி. இது டிஜிட்டல் வடிவமைப்பு மொழி. இந்த கேரி சேர்க்கைக்கான வி.எச்.டி.எல் குறியீடு கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது.

நூலகம் IEEE
IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ஐப் பயன்படுத்தவும்

நிறுவனம் Ripplecarryadder
போர்ட் (A: STD_LOGIC_VECTOR இல் (3 முதல் 0 வரை)
பி: STD_LOGIC_VECTOR இல் (3 முதல் 0 வரை)
சின்: STD_LOGIC இல்
எஸ்: வெளியே STD_LOGIC_VECTOR (3 முதல் 0 வரை)
கோட்: STD_LOGIC அவுட்)
end Ripplecarryadder

கட்டிடக்கலை Ripplecarryadder இன் நடத்தை - முழு ஆடர் VHDL குறியீடு உபகரண பிரகடனம்
கூறு full_adder_vhdl_code
போர்ட் (A: STD_LOGIC இல்
பி: STD_LOGIC இல்
சின்: STD_LOGIC இல்
எஸ்: STD_LOGIC அவுட்
கோட்: STD_LOGIC அவுட்)
இறுதி கூறு

- இடைநிலை கேரி அறிவிப்பு
சிக்னல் சி 1, சி 2, சி 3: STD_LOGIC

தொடங்கு

- போர்ட் மேப்பிங் முழு ஆடர் 4 முறை
FA1: full_adder_vhdl_code போர்ட் வரைபடம் (A (0), B (0), Cin, S (0), c1)
FA2: full_adder_vhdl_code போர்ட் வரைபடம் (A (1), B (1), c1, S (1), c2)
FA3: full_adder_vhdl_code போர்ட் வரைபடம் (A (2), B (2), c2, S (2), c3)
FA4: full_adder_vhdl_code போர்ட் வரைபடம் (A (3), B (3), c3, S (3), Cout)

முடிவு நடத்தை

சிற்றலை கேரி ஆடர் வெரிலாக் குறியீடு

வெரிலாக் குறியீடு ஒரு வன்பொருள் விளக்க மொழி. இது வடிவமைப்பு மற்றும் சரிபார்ப்பு நோக்கத்திற்காக ஆர்டிஎல் கட்டத்தில் டிஜிட்டல் சுற்றுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த கேரி சேர்க்கைக்கான வெரிலாக் குறியீடு கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது.

தொகுதி ripple_carry_adder (a, b, cin, sum, cout)
உள்ளீடு [03: 0] அ
உள்ளீடு [03: 0] ஆ
உள்ளீட்டு சின்
வெளியீடு [03: 0] தொகை
வெளியீட்டு கூட்
கம்பி [2: 0] சி
ஃபுல்லாட் ஏ 1 (அ [0], பி [0], சின், தொகை [0], சி [0])
ஃபுல்லாட் ஏ 2 (அ [1], பி [1], சி [0], தொகை [1], சி [1])
ஃபுல்லாட் ஏ 3 (அ [2], பி [2], சி [1], தொகை [2], சி [2])
ஃபுல்லாட் ஏ 4 (அ [3], பி [3], சி [2], தொகை [3], கோட்)
endmodule
fulladd தொகுதி (அ, ஆ, பேருக்கு CIN, தொகை, C OUT)
உள்ளீடு a, b, cin
வெளியீட்டு தொகை, கூட்
ஒதுக்க தொகை = (a ^ b ^ cin)
ஒதுக்கு cout = ((a & b) | (b & cin) | (a & cin))

சிற்றலை கேடர் பயன்பாடுகள்

சிற்றலை-கேரி-சேர்க்கை பயன்பாடுகளில் பின்வருபவை அடங்கும்.

• இந்த கேரி சேர்க்கைகள் பெரும்பாலும் n- பிட் உள்ளீட்டு காட்சிகளுக்கு கூடுதலாக பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• இந்த கேரி சேர்க்கைகள் டிஜிட்டல் சிக்னல் செயலாக்கத்தில் பொருந்தும் நுண்செயலிகள் .

சிற்றலை கேடர் நன்மைகள்

சிற்றலை-கேரி-சேர்க்கை நன்மைகள் பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்குகின்றன.

• துல்லியமான முடிவுகளைப் பெறுவதற்கு n- பிட் காட்சிகளுக்கு கூடுதலான செயல்முறையைச் செய்ய முடியும் என்பது போன்ற இந்த கேரி சேர்க்கையாளருக்கு ஒரு நன்மை உண்டு.
• இந்த சேர்க்கையாளரின் வடிவமைப்பு ஒரு சிக்கலான செயல்முறை அல்ல.

சிற்றலை கேரி சேர்க்கை உள்ளீட்டு பிட் காட்சிகள் பெரிதாக இருக்கும்போது அரை சேர்க்கை மற்றும் முழு சேர்க்கையாளர்கள் கூட்டல் செயல்பாட்டைச் செய்யாதபோது ஒரு மாற்றாகும். ஆனால் இங்கே, இது சில தாமதத்துடன் உள்ளீட்டு பிட் காட்சிகளுக்கு வெளியீட்டைக் கொடுக்கும். டிஜிட்டல் சுற்றுகளின்படி, சுற்று தாமதத்துடன் வெளியீட்டைக் கொடுத்தால் விரும்பத்தக்கதாக இருக்காது. கேரி லுக்-ஃபார்வர்ட் ஆடர் சர்க்யூட் மூலம் இதைக் கடக்க முடியும்.