Digitale Schaltungstechnik/ Addierer/ Alternativen/ Ripple

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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

Carry-Ripple-Addierer[Bearbeiten]

Adder Network 3 Bit Sum.svg

Das Verfahren das wir bisher gelernt haben führt zu Carry-Ripple-Addierern: Einem einfachen, aber nicht schnellen Addierwerk.

Analyse[Bearbeiten]

Analysieren wir die Eigenschaften eines Carry Ripple Addierers::

Nehmen wir an, wir haben folgende Werte aus den Datenblättern ausgelesen bzw. berechnet:

Funktion Addierer
max. Laufzeit 400 ns
Unsere Schaltung sieht so aus: Adder Network 3 Bit Sum Delay 000.svg
Als ersten Schritt tragen wir die Signallaufzeit ein: Adder Network 3 Bit Sum Delay 001.svg
Wir gehen davon aus, dass sobald die Signale bereit sind, die Berechnung anfängt. Also haben die Eingangssignale keine Verzögerung: Adder Network 3 Bit Sum Delay 004.svg
Jetzt können wir wie im Kapitel Signallaufzeit die maximale Signallaufzeit berechnen: Adder Network 3 Bit Sum Delay 002.svg
Wie gewohnt markieren wir auch hier den längsten Pfad: Adder Network 3 Bit Sum Delay 003.svg

Mit jedem Bit erhöht sich der Rechen- und Bauteilaufwand linear.

Einordnung[Bearbeiten]

Übertragen wir das ganze in eine Tabelle

Anzahl Bits Benötigte Rechenzeit
1 400ns
2 800ns
3 1200ns

Wie es weitergeht ist leicht durchschaubar:

T = n * 400ns

wobei n die Anzahl Bits ist.