超前进位加法器原理，超前进位加法器是如何实现记忆的呢

很多朋友对超前进位加法器原理，超前进位加法器是如何实现记忆的呢不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

还记得加法器吗？我们在第3 章中提到过它。如果您还没有看到它，请单击此处。上次只讲了脉动进位加法器，也说过有机会再讲一下超前进位加法器。这不，机会来了。今天我们就来说说上次跳过的进位加法器。

纹波进位加法器和先行进位加法器都是加法器，它们都在逻辑电路中用作两个数字相加的电路。让我们再次回顾一下脉动进位加法器。纹波进位加法器的设计思路其实和我们做加法计算的思路是一样的：从个位开始，记下两个数相加的标准位数，将进位位写入下一位。然后十位看前一位的进位和两个加数的十位，然后记下两个数相加的基数，把进位写在后一位。这样就计算出所有的数字，得到最终的结果。以三位加法器为例，具体流程如下图所示。

纹波进位加法器

我们会发现一个问题，如果我们要计算十位数的值，我们必须先计算个位数。同理，要计算百位、千位、万位，首先要计算前面的进位。看起来好像没有什么问题吧？但目前CPU中的加法器往往超过32位。如果要逐位计算结果，至少需要60级逻辑门（没有仔细计算），所以运算速度太慢。人们想知道是否可以直接先将后面的进位取整，这样就不需要等待前面的运算逻辑了。听起来很神秘：如何在不先计算前面的数字的情况下对后面的数字进行四舍五入？

其实原因很简单，就是以空间换时间。以百位为例，如果百位的运算电路直接知道个位和十位的数字，那么百位的逻辑电路是否可以直接确定从十位到十位的进位。数百个地方？有人会问：“不对呀！你的百位电路中十位到百位的进位不是必须把个位和十位相加才知道吗？这不是和前面的电路一样吗？”问题来了，是一样的吗？如果说前面的纹波进位加法器是通过加法来进位，而这个过程需要时间，那么前瞻进位加法器更像是直接记住答案，并且可以快速响应。例如01+01，纹波进位加法器将从个位开始计数，个位为0进位1，十位为1进位0，计算完成。超前进位加法器说“啊！我记得这个组合，进位到百位是0”。看见？前进位加法器不喘气地吐出答案，这意味着有时我们在考试前记住答案是有用的

言归正传，前瞻进位是如何实现内存的呢？大家可以看到这张先行进位的“记忆”电路图，其本质就是将逻辑门中的输入组合和输出进行硬编码。进位是通过前几位直接输出的，所以我们可以直接让电路记住答案，这样就不需要再进行一次加法，简化了电路逻辑。

携带“记忆”

但仍然存在问题。如果直接背答案的话，即使是四位数的加法器也会很复杂。可以看到上图，但是百位进位已经这么复杂了。有什么办法可以简化电路吗？有！我们可以用时间换取空间。当然，它并不像行波加法器那样将全部时间用于空间，而是选择性地使用部分时间用于空间，以达到时间和面积的平衡。

怎么做？我们直接计算每个数字的两个数，得到每个数字的和和进位。比如110+011的和是101，进位是010，那么根据每一位的和与进位得到最终的进位。这样的设计大大降低了电路的复杂度，但同时也增加了延迟。重点是什么？快速提醒一下：例如，百位什么时候会被携带？百位有进位，十位有进位，百位和为：1、个位有进位，十位和为1，百位和为1相信我，当我这么说的时候，你可以直接画出电路。 （有趣的）

就这样结束了吗？如果是的话，第32位的逻辑是不是有点复杂？现在是什么情况？解决办法也很简单，我们先把四位或者四位或者八位和八位相加，最后把结果放在一起然后提前再相加，这样就不会出现上面的情况了，逻辑门的数量和系列可以得到最好的平衡。

最后一个进位加法器的最后概述。 （我比较懒，只做了四个，反正道理都是一样的）

审计刘庆

以上知识分享希望能够帮助到大家！