Ripple Carry Adder:todo lo que necesitas saber

Los circuitos lógicos pueden depender de un sumador de acarreo de ondulación para sumar valores de n bits. Como resultado, esta implementación de circuito digital proporciona características útiles en muchas aplicaciones. Sin embargo, también muestra un rendimiento retrasado debido al lento proceso de cálculo. Por lo general, eso implica esperar a que cada etapa del sumador completo transfiera los bits a la siguiente etapa del sumador completo. Tal proceso se repite hasta llegar al final, proporcionando los resultados.

Comprender un sumador de acarreo de ondulación puede parecer un poco confuso. Con eso en mente, preparamos este artículo para ayudarlo a obtener más conocimiento sobre este tema. ¡Así que empecemos!

¿Qué es Ripple Carry Adder?

Un sumador de acarreo de rizo sirve como un circuito digital que suma dos números binarios de n bits y proporciona los resultados. Su estructura consta de varios sumadores completos, cada uno de los cuales se conecta en una configuración en cascada. De esta manera, la salida de acarreo de un sumador completo se conecta a la siguiente entrada de sumador completo.

Un diagrama de una ondulación de 4 bits lleva un sumador.

Fuente:Wikimedia Commons

Un sumador completo representa un circuito lógico diseñado para sumar tres entradas mientras genera dos salidas. Más específicamente, dos entradas sirven como A y B, mientras que la tercera representa un bit de arrastre. (C-IN) Mientras tanto, una salida representa un bit de ejecución (C-OUT) y la otra representa un bit de suma (S). En última instancia, un circuito sumador completo puede conectarse a ocho entradas para formar un sumador de bytes. Esto conecta en cascada un bit de acarreo de un sumador al siguiente. Unir dos circuitos de medio sumador formará un sumador completo.

Un diagrama lógico sumador completo

Fuente:Wikimedia Commons

Principios de funcionamiento del sumador con acarreo en ondas

Cada acarreo genera a través de una etapa de sumador completo, que luego procederá al siguiente sumador completo a través de su entrada. Todo el proceso avanza hasta llegar al sumador completo final. Como resultado, cada bit de salida de acarreo se propaga a la siguiente etapa del sumador completo. En general, la operación más importante consiste en sumar cada secuencia de bits de entrada, como un sumador de 4 bits, un sumador de 8 bits, un sumador de 16 bits, etc.

Debido a los retrasos de propagación del circuito lógico, la suma y los bits de acarreo siguen siendo inválidos hasta que transcurre la etapa de acarreo. Los retrasos en la propagación generalmente ocurren debido a la cantidad de tiempo que pasa entre la entrada y la salida. Por ejemplo, cuando una entrada de puerta NOT se establece en 0, la salida se configurará en 1, etc. El retardo de propagación define cuánto tiempo pasó entre la configuración de la salida en cero y la configuración de la entrada en uno. Además, el retraso de propagación del acarreo define cuánto tiempo pasó entre la recepción de la señal de acarreo y la implementación de la señal de acarreo.

Tabla de verdad del sumador con acarreo ondulado

La tabla de verdad, como se muestra a continuación, determina cada valor de salida para todas las entradas en un sumador de acarreo de ondulación.

Una onda lleva una tabla de verdad de sumador.

Ripple Carry Adder Código VHDL y Verilog Code

Para implementar un sumador de acarreo en cadena, necesitará el código VHDL y el código Verilog. Se proporcionan dos ejemplos. El primero implica sumadores de acarreo de ondulación de dos bits. Mientras tanto, el otro ejemplo produce un sumador de acarreo de ondulación que recopila cada ancho de entrada como un parámetro.

Aplicaciones Ripple Carry Adder

Los relojes contienen sumadores de acarreo de ondulación

• Realizar sumas para dos valores de N bits
• Procesamiento de señales digitales y microprocesadores
• Temporizadores
• Calculadoras
• Relojes
  

Ventajas y desventajas de Ripple Carries Adder

Ventajas

Un sumador de acarreo de ondulación es económico.

Fuente:Wikimedia Commons

• Proporciona resultados precisos mediante la adición de n bits
• Proceso de diseño y desarrollo sencillo
• Económico

Desventajas

Los retrasos causan un inconveniente para su funcionalidad general

• Solo permite que funcione un sumador completo a la vez
• Los retrasos en los bits de acarreo hacen que se ejecute lentamente

Lleva sumador de anticipación

Una lógica de anticipación de acarreo calcula los bits de acarreo antes de llegar a la suma, lo que reduce efectivamente el retraso de tiempo. Esto ocurre después de generar la señal de acarreo a través de dos métodos. El primero implica que los bits a y b equivalen a uno. Mientras tanto, el segundo enfoque implica que el acarreo y los bits a o b equivalen a uno. Estos bits se implementan en la etapa anterior, mientras que un arrastre comienza al comienzo del sumador.

Llevar el esquema del sumador anticipado.

Fuente:Wikimedia Commons

En un sumador de acarreo en rizo, cada sumador completo procesa el bit de acarreo al siguiente sumador antes de calcular la suma. Por lo tanto, ese proceso resulta en un largo retraso.

Resumen

En general, un sumador de acarreo proporciona la capacidad de sumar dos números de n bits en un circuito digital. Aunque es un proceso lento, todavía tiene aplicaciones útiles que esencialmente ayudan con el procesamiento de señales digitales. De esta manera, un sumador de acarreo de rizo transfiere un bit de acarreo a cada etapa de sumador completo hasta que alcanza el sumador completo final. En este punto, realizará los cálculos necesarios. Sin embargo, los sumadores de acarreo anticipado logran este cálculo más rápido ya que utilizan una técnica diferente. Por lo tanto, reduciendo el tiempo de retraso.

¿Tiene alguna pregunta con respecto a los sumadores de acarreo de ondulación? ¡No dude en contactarnos!