快速加法器英文解释翻译、快速加法器的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【计】 mimimum adder

celerity; fleetness; speediness
【医】 pycno-; pykno-; tacho-; tachy-

adder; summator
【计】 A; adder; adding device; ADDR; AU; summer; summing unit
three input adder

在数字电路与计算机体系结构中，快速加法器（Fast Adder）指一类通过优化进位传递机制来显著减少运算延迟的高性能加法电路。其核心目标是解决传统行波进位加法器（Ripple Carry Adder, RCA）因进位信号逐级传递导致的速度瓶颈。以下是其详细解释与技术要点：

汉英对照
- 中文术语：快速加法器
- 英文术语：Fast Adder / High-Speed Adder
- 核心机制：采用并行进位逻辑（如超前进位Carry-Lookahead, CLA）或分组计算策略（如进位选择Carry-Select），提前生成进位信号，避免串行延迟。
速度瓶颈突破
传统RCA的延迟与操作数位数$n$成正比（$O(n)$），而快速加法器通过以下技术将延迟降至$O(log n)$或更低：
- 超前进位加法器（CLA）：利用进位生成（$G_i = A_i cdot B_i$）和进位传播（$P_i = A_i oplus B_i$）信号，通过多级逻辑门并行计算进位链。
- 进位选择加法器：将加法器分为若干子块，并行计算“进位=0”和“进位=1”两种结果，再通过多路复用器选择正确输出。

超前进位加法器（Carry-Lookahead Adder, CLA）
- 结构特点：
  - 每级进位$C_{i+1} = G_i + P_i cdot C_i$
  - 通过递归展开公式实现多比特进位并行计算（如4位CLA模块）。
- 优势：32位加法延迟可降至约$5 times text{门延迟}$（对比RCA的32倍延迟）。
进位保存加法器（Carry-Save Adder, CSA）
- 应用场景：乘法器/累加器中的部分积压缩。
- 原理：将进位输出独立暂存而非传递，减少依赖链，典型用于Wallace树结构。

类型	延迟复杂度	硬件开销	适用场景
行波进位（RCA）	$O(n)$	最低	低位数、低功耗设计
超前进位（CLA）	$O(log n)$	中等	通用高性能计算
进位选择	$O(sqrt{n})$	较高	中高位数平衡设计

教材与标准文献
- Mano, M. M., & Ciletti, M. D. (2018). Digital Design (5th ed.). Pearson.
  （第4章详述加法器设计，CLA电路分析见Section 4.5）来源
- Hennessy, J. L., & Patterson, D. A. (2017). Computer Architecture: A Quantitative Approach (6th ed.). Morgan Kaufmann.
  （附录A讨论算术运算加速技术）来源
工程实践指南
- IEEE Standard for Binary Floating-Point Arithmetic (IEEE 754-2019)
  （规定硬件加法器精度与延迟要求）来源

注：若链接失效，建议通过出版社官网或IEEE Xplore数据库检索书名/标准号获取最新版本。快速加法器的具体实现需结合工艺库特性（如CMOS门延迟）进行电路级优化。

快速加法器是计算机组成原理中用于提升加法运算速度的关键电路设计。传统串行进位加法器（如全加器串联）的进位延迟随位数线性增长，而快速加法器通过优化进位传递机制，将延迟降低至对数级别甚至更优。以下是其核心原理和常见实现方式：

快速加法器通过并行计算进位信号或分段预测进位结果来减少关键路径延迟。主要依赖两种信号：

超前进位加法器（CLA）
- 原理：提前计算各级进位，利用逻辑门直接生成所有进位信号，无需逐级等待。
- 公式：第i位的进位 ( C_{i} = G_i + Pi cdot C{i-1} )
- 优点：延迟为 ( O(log n) )，适合中等位数加法。
- 缺点：逻辑电路复杂度随位数增加而指数上升。
进位选择加法器
- 原理：将加法器分为多段，每段同时计算“进位0”和“进位1”两种情况，通过多路选择器根据实际进位选择结果。
- 优点：延迟与段数成正比，适合大规模位数（如64位）。
- 缺点：硬件资源消耗翻倍，面积开销大。
并行前缀加法器（如Kogge-Stone、Brent-Kung）
- 原理：通过树状结构并行计算进位生成与传播信号，减少关键路径层级。
- 优势：延迟最低（接近 ( O(log n) ) ），广泛用于高性能CPU。
- 劣势：布线复杂，功耗较高。

通过上述技术，快速加法器在保持合理硬件成本的前提下，显著提升了计算机的算术运算效率。