保留进位加法器英文解释翻译、保留进位加法器的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【计】 carry save adder; CSA

分词翻译：

保留的英语翻译：

keep down; reserve; retain; save; withhold; reservation
【计】 hold
【化】 retention
【医】 retention
【经】 retain

进位的英语翻译：

carry
【计】 C; carry

加法器的英语翻译：

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

专业解析

保留进位加法器 (Carry-Save Adder, CSA) 是一种特殊的数字电路加法器结构，其核心设计理念在于延迟进位传播，从而显著提升多操作数累加（如乘法运算中的部分积累加）的速度。以下是其详细解释：

一、基本概念与工作原理

功能定义
保留进位加法器接收三个相同位宽的二进制数（例如三个n位数），输出一个和向量（Sum Vector）和一个进位向量（Carry Vector）。与传统加法器不同，CSA不立即合并进位，而是将进位信息“保留”并传递至下一级处理单元。

来源：计算机算术设计经典教材《Computer Arithmetic: Algorithms and Hardware Designs》。
结构实现
CSA通常由全加器（Full Adder, FA）阵列构成。每个FA独立处理三个输入位（Aᵢ, Bᵢ, Cᵢ），生成本位和（Sᵢ）与进位（Cᵢ₊₁）。所有进位输出（Cᵢ₊₁）被单独收集为进位向量，而非直接传递至相邻高位。

来源：IEEE期刊论文《高效算术运算的VLSI实现》。

二、核心优势：并行性与延迟优化

消除进位链
传统加法器（如行波进位加法器）的延迟与位数成正比（O(n)），而CSA的进位向量独立生成，所有FA并行工作，延迟仅为单个FA的延迟（O(1)）。

来源：数字电路权威教材《Digital Design and Computer Architecture》。
多操作数累加场景
在乘法器设计中，CSA可将多个部分积（Partial Products）分阶段压缩为两个向量（和向量与进位向量），最终通过一个快速进位传播加法器（如超前进位加法器）合并结果。此结构大幅降低总延迟。

来源：计算机体系结构经典著作《Computer Organization and Design》。

三、典型应用场景

乘法器加速
CSA树（如Wallace树）是高速乘法器的核心组件，通过多级CSA逐步压缩部分积数量。例如，8个部分积经3级CSA可压缩为2个向量。
大数运算与密码硬件
RSA、ECC等公钥密码算法中的模乘运算依赖CSA减少关键路径延迟。

四、术语对照与总结

中文术语	英文术语	核心含义
保留进位加法器	Carry-Save Adder (CSA)	延迟进位传播，输出分离的和/进位向量
进位向量	Carry Vector	独立于和输出的高位进位信号集合
和向量	Sum Vector	忽略进位传递的本位计算结果集合

参考文献

Behrooz Parhami, Computer Arithmetic: Algorithms and Hardware Designs, Oxford University Press.

K. K. Parhi, VLSI Digital Signal Processing Systems, Wiley-IEEE Press.

David Harris, Sarah Harris, Digital Design and Computer Architecture, Morgan Kaufmann.

David A. Patterson, John L. Hennessy, Computer Organization and Design, Morgan Kaufmann.

网络扩展解释

保留进位加法器（Carry-Save Adder，CSA）是一种用于高效处理多操作数加法的数字电路设计，尤其在需要累加多个数的场景（如乘法运算的部分积累加）中广泛应用。其核心思想是“延迟进位传播”，通过保留进位信息来优化计算速度。

工作原理

进位保留机制
与传统加法器（如行波进位加法器）不同，CSA在计算时不会立即将进位传递到高位，而是将每一位的进位单独保存。例如，三个二进制数相加时，每个全加器会生成一个“和位”和一个“进位位”，但进位位不直接连接到高位，而是作为独立输出。
多操作数并行处理
CSA可同时处理三个输入（如两个操作数和一个进位输入），输出两个结果：一个无进位的和向量和一个进位向量。例如：
- 输入：A=0110, B=1011, C=0011
- 和向量 S=1110（每位独立相加的模2和）
- 进位向量 C=00110（左移一位后的进位）
  最终结果需将S和C通过常规加法器合并。

结构特点

全加器阵列：由多个全加器组成，每个处理一位的三个输入。
无进位链：进位输出独立保存，不形成级联路径，减少延迟。

应用场景

乘法器设计
在乘法运算中，多个部分积需要累加，CSA可快速压缩部分积数量（如从4个压缩到2个），最后通过超前进位加法器完成最终相加。
大数加法与DSP
适用于数字信号处理中的滤波器累加操作，或加密算法中的大整数运算。

优缺点

优势：
- 延迟低，适合多操作数场景（时间复杂度为O(1)）。
- 资源利用率高，减少逻辑门级联。
局限：
- 最终仍需常规加法器合并结果，无法单独完成完整加法。
- 对单次两数相加无优势。

公式示例

对于三个输入位 (a_i, b_i, c_i)，全加器输出：
$$ s_i = a_i oplus b_i oplus ci
c{i+1} = (a_i land b_i) lor (b_i land c_i) lor (c_i land a_i) $$
其中 (si) 为和位，(c{i+1}) 为进位位，但进位不立即传递到高位。