Lookahead bärenhet

En lookahead carry-enhet ( LCU ) är en logisk enhet i digital kretsdesign som används för att minska beräkningstiden i adderare och används i samband med carry look-ahead adderare (CLA).

4-bitars adderare

En enda 4-bitars CLA visas nedan:

4-bitars adderare med Carry Look Ahead (CLA)

16-bitars adderare

Genom att kombinera fyra 4-bitars CLA:er kan en 16-bitars adderare skapas men ytterligare logik behövs i form av en LCU.

LCU:n accepterar grupputbredningen ( $P_{G}$ ) och gruppgenereringen ( ${\displaystyle G_{G}} )$ var och en av de fyra CLA:erna. $P_{G}$ och $G_{G}$ har följande uttryck för varje CLA-adderare:

$P_{G}=P_{3}\cdot P_{2}\cdot P_{1}\cdot P_{0}$

$G_{G}=G_{3}+P_{3}\cdot G_{2}+P_ {3}\cdot P_{2}\cdot G_{1}+P_{3}\cdot P_{2}\cdot P_{1}\cdot G_{0}$

LCU genererar sedan bäringången för varje CLA.

Antag att $P_{i}$ är $P_{G}$ och $G_{i}$ är $G_{G}$ från den i: ^te CLA :n då är de utgående bärbitarna

$C_{4}=G_{0}+P_{0}\cdot C_{0}$

$C_{8} =G_{4}+P_{4}\cdot C_{4}$

$C_{12}=G_{8}+P_{8}\cdot C_{8 }$

$C_{16}=G_{12}+P_{12}\cdot C_{12}$

Ersätter $C_{4}$ i $C_{8}$ , sedan $C_{8}$ i $C_{12}$ , sedan ${ \displaystyle C_{12}}$ till $C_{16}$ ger de expanderade ekvationerna:

$C_{4}=G_{0}+P_{0}\cdot C_{0}$

${ \displaystyle C_{8}=G_{4}+G_{0}\cdot P_{4}+C_{0}\cdot P_{0}\cdot P_{4}}$

$C_{12}=G_{8}+G_{4}\cdot P_{8}+G_{0}\cdot P_ {4}\cdot P_{8}+C_{0}\cdot P_{0}\cdot P_{4}\cdot P_{8}$

$C_{16}=G_{12}+G_{8}\cdot P_{12} +G_{4}\cdot P_{8}\cdot P_{12}+G_{0}\cdot P_{4}\cdot P_{8}\cdot P_{12}+C_{0}\cdot P_{0 }\cdot P_{4}\cdot P_{8}\cdot P_{12}$

$C_{4}$ motsvarar bäringången till den andra CLA; $C_{8}$ till den tredje CLA; $C_{12}$ till den fjärde CLA; och $C_{16}$ för att svämma över bärbiten.

Dessutom kan LCU:n beräkna sin egen utbredning och generera:

$P_{LCU}=P_{0}\cdot P_{4}\cdot P_{8}\cdot P_{12}$

$G_{LCU}=G_{12}+G_{8}\cdot P_{ 12}+G_{4}\cdot P_{8}\cdot P_{12}+G_{0}\cdot P_{4}\cdot P_{8}\cdot P_{12}$

$C_{16}=G_{LCU}+C_{0}\cdot P_{LCU}$

16-bitars adderare med LCU

64-bitars adderare

Genom att kombinera 4 CLA:er och en LCU tillsammans skapas en 16-bitars adderare. Fyra av dessa enheter kan kombineras för att bilda en 64-bitars adderare. En ytterligare (andra nivå) LCU behövs som accepterar spridningen ( $P_{LCU}$ ) och genererar ( $G_{LCU}$ varje LCU och de fyra överföringsutgångar som genereras av den andra nivåns LCU matas in i den första nivåns LCU:erna.

64-bitars adderare med en andra nivå LCU

•   Katz, Randy (1994). Samtida logikdesign . The Benjamin/Cummings Publishing Company. s. 249–256 . ISBN 0-8053-2703-7 .
•   Vahid, Frank (2006). Digital design . John Wiley and Sons Publishers. s. 296 –316. ISBN 0-470-04437-3 .