并行加法器英文解釋翻譯、并行加法器的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 parallel adder
相關詞條:
1.paralleladder
分詞翻譯:
并行加法的英語翻譯:
【計】 parallel addition
器的英語翻譯:
implement; organ; utensil; ware
【醫】 apparatus; appliance; crgan; device; organa; organon; organum; vessel
專業解析
并行加法器(Parallel Adder)是一種在數字電路和計算機體系結構中用于高效執行多位二進制數加法運算的關鍵電路。以下從漢英詞典角度對其詳細解釋:
1. 定義與核心功能 (Definition & Core Function)
- 中文術語: 并行加法器
- 英文術語: Parallel Adder
- 核心解釋: 并行加法器是一種數字電路,其設計特點是能夠同時(并行地)對所有輸入位(被加數和加數的每一位)進行加法運算,并一次性産生所有位的和(Sum)以及最終的進位輸出(Carry Out)。這與串行加法器(逐位相加)形成鮮明對比。其核心功能是實現高速的二進制加法運算。來源:《計算機組成與設計:硬件/軟件接口》(David A. Patterson, John L. Hennessy)。
2. 工作原理 (Working Principle)
- 并行加法器通常由多個全加器(Full Adder, FA)單元連接而成。每個全加器負責處理一組對應的輸入位(Ai, Bi)以及來自低位的進位輸入(Cin_i),并産生該位的和(Si)以及進位輸出(Cout_i)。
- 關鍵點在于進位傳遞:低位全加器的進位輸出(Cout)直接連接到相鄰高位全加器的進位輸入(Cin)。這種鍊式結構使得進位信號能夠從最低有效位(LSB)向最高有效位(MSB)傳播。來源:TutorialsPoint數字電子教程。
3. 基本結構 (Basic Structure)
- 最常見的并行加法器結構是行波進位加法器(Ripple Carry Adder, RCA)。
- 結構描述: 将N個全加器串聯起來。第一個(最低位)全加器的進位輸入(Cin0)通常接地(邏輯0)或接加法器控制信號。其輸入是A0和B0,輸出是和S0以及進位Cout0。Cout0連接到第二個全加器的Cin1,依此類推,直到第N個全加器産生最高位的和SN-1以及最終的進位輸出Cout。來源:All About Circuits數字算術電路章節。
4. 特點 (Characteristics)
- 優點:
- 結構簡單: 僅由全加器級聯而成,易于理解和實現。
- 模塊化: 位數擴展方便,隻需增加全加器數量。
- 缺點:
- 延遲大: 主要缺點是進位傳播延遲(Carry Propagation Delay)。最終結果(尤其是高位和及最終進位)必須等待進位信號從最低位“行波”傳遞到最高位後才能穩定。加法器的總延遲與位數N成正比(約為 N * tFA,其中 tFA 是一個全加器的延遲)。當位數較多時,速度成為瓶頸。來源:IEEE Xplore關于加法器設計的綜述文獻。
- 速度較慢(相對于更先進的超前進位加法器等)。
5. 應用場景 (Applications)
- 盡管存在速度限制,行波進位加法器因其簡單性,仍廣泛應用于:
- 對速度要求不高的嵌入式系統或簡單微控制器中。
- 作為理解更複雜、高速加法器(如超前進位加法器 - Carry Lookahead Adder, CLA)的基礎模型。
- 在FPGA/CPLD等可編程邏輯器件中實現基本算術運算單元。來源:電子工程領域教科書《數字設計原理與實踐》(John F. Wakerly)。
網絡擴展解釋
由于未搜索到相關網頁内容,以下基于計算機組成原理知識對“并行加法器”進行解釋:
并行加法器是一種數字電路,用于同時計算二進制數的所有位之和,與逐位計算的串行加法器相比,其顯著特點是高運算速度。
核心原理
-
全加器級聯結構
并行加法器由多個全加器(Full Adder)組成,每個全加器對應輸入數據的一個二進制位。例如,8位加法器需要8個全加器,每個處理一位的加法運算。
-
進位傳遞機制
- 行波進位(Ripple Carry):進位信號從最低位向高位依次傳遞,導緻延遲隨位數增加而線性增長(延遲公式:$T = n cdot t{carry}$,其中$n$為位數,$t{carry}$為單級進位延遲)。
- 超前進位(Carry Lookahead, CLA):通過邏輯電路提前計算所有進位,減少延遲。公式中進位生成($G_i = A_i cdot B_i$)和進位傳遞($P_i = A_i + Bi$)是關鍵參數,最終進位$C{i+1} = G_i + P_i cdot C_i$。
特點對比
類型 |
優點 |
缺點 |
行波進位 |
結構簡單 |
延遲高,效率低 |
超前進位 |
延遲低,速度快 |
電路複雜度高 |
應用場景
- 計算機的算術邏輯單元(ALU)
- 高性能處理器中的快速運算模塊
- 數字信號處理(DSP)芯片
若需具體電路設計或更深入的時序分析,建議參考《數字設計基礎》或計算機體系結構相關教材。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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