數字超大規模集成電路設計 (110)

10.2 加法器 10.2.6 超前進位加法器 37 超前進位（超前進位（ Carry Lookahead）加法器）加法器 ? 基本原理基本原理 ? 由此可知，每一位的進位輸出只與最初的進位輸入有由此可知，每一位的進位輸出只與最初的進位輸入有 關，而與比它低位的其他進位輸入無關，因此關，而與比它低位的其他進位輸入無關，因此加法時加法時 間與位數間與位數N 無關無關。。 Co,k＝Gk+PkCo,k-1展開： Co,k＝Gk+Pk(Gk-1+Pk-1(…+P1(G0+ P0Ci,0))…) = Gk+Pk(Gk-1+Pk-1(…(G1+P1G0).))+ Pk.P1P0Ci,0 =Gk:0+Pk:0Ci,0 Sk= Pk⊕ Co,k?1 超前進位加法器的拓撲結構 Co,3 Ci,0 VDD P0 P1 P2 P3 G0 G1 G2 G3 超前進位加法器(CLA)： 直接由建立信號和原始進位輸入計算 “和”與進位輸出。 Co,k＝Gk+Pk(Gk-1+Pk-1(…(G1+P1G0).))+ Pk.P1P0Ci,0 超前進位加法器 Co,3 Ci,0 VDD P0 P1 P2 P3 G0 G1 G2 G3 超前進位加法器(CLA)： 當位數N N 較大時， ?某些信號的扇出會很大(P0,G0)，使加法 器的延時加大。 ?實現面積也會隨位數N N 的增加而增加。 因此這一超前進位只對小的N N值（N N =4 =4 ） 有效。 CLA小結 ? 延時與位數無關的超前進位加法器只是一種理想，實際當中是無 法實現的。 ? 真正的延時至少隨N呈線性增長。 ? 實際當中，很少使用超過4位的CLA，但是它所蘊含的關系卻可以 被用來實現高速的加法器。