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Experiment 6 - Der n-bit Ripple-Carry Addierer

Ein 3-bit Addierer kann sein Resultat erst berechnen, nachdem das Carry Bit der niedrigeren Stellen bekannt ist. Die Ausführungszeit eines 3-bit Ripple-Carry Addierer beträgt daher 5 × τ = 300 ns! (siehe Illustration).

Illustration Verzögerung eines 3-bit Ripple-Carry Addierers.

Jede weitere Stelle muss wiederum auf das Ergebnis aller niedrigeren Stellen warten. Eine Ripple-Carry Addition von zwei 8-bit Zahlen dauert bereits 900 ns!

             

Schaltzeichen Volladdierer.

Schaltplan (n+1)-bit Ripple-Carry Addierers.

Moderne Mikroprozessoren haben arithmetisch-logische Einheiten, die 64-bit Zahlen verarbeiten. Eine Addition zweier Zahlen mit einem Ripple-Cary Addierer würde, in den Augen des Mikroprozessors, eine Ewigkeit dauern...

In modernen Mikroprozessoren kommen daher keine Ripple-Carry Addierer, sondern sogenannte Carry-Lookahead Addierer zum Einsatz...

Formel Ausführungszeit

Die Gesamt-Ausführungszeit Ttotal eines n-bit Ripple-Carry Addierers berechnest du mit...

Ttotal = (2n - 1) τ

τ : Gatterlaufzeit

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