Volladdierer nach wievielen ns liegt Summe und Übertrag am Ausgang sicher an?

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Jedes Gatter verzögert um 1NS

c) Nach welcher Zeit liegt Summe und Übertrag bei dem gegebenen VA sicher am Ausgang an, wenn jedes Gatter um 1ns verzögert?

Um die Summe zu berechnen brauche ich Cout was als Cin in die Berechnung einfließt. Ich würde sagen

Wenn jedes Gatter um 1ns verzögert, würde ich sagen:

Cout am Ausgang nach 5ns und dann Summe nach 8ns

Was meint ihr?

1 Antwort

Kelec

09.01.2023, 21:49

Im wesentlichen musst du die längst Zweiglänge bestimmen.

Wenn wir von A und B ausgehen haben wir zunächst 1 Gatter, dann 2 Parallele Gatter welche aber gleich schnell sein sollten, also Zweiglänge 2, dann noch ein Gatter sind wir bei 3. Dann zum Summenausgang ein weiteres Gatter für CIN dann 2 parallle Gatter sind wir bei 5 und noch ein Gatter am Ausgang sind wir bei 6.

Der Summenausgang braucht also 6ns.

Cout ist nach 5ns am Ausgang, weil er ein Gatter weniger im Zweig hat.

Also nach 6ns sollte das Signal an beiden Ausgängen korrekt sein.

RedDevil1982

Fragesteller

09.01.2023, 22:01

Vielen Danke für deine Antwort. Meine Rückfragen dazu:

Cout ist nach 5ns am Ausgang. Ok!

Summeausgang muss doch auf Cout bzw. Cin warten. D. h. Wenn für Cout schon 5ns bis zum Ausgang vergangen sind. Dann geht Cin rein und muss noch 3 Gatter durchqueren bis zum Ausgang von sum

Dann müssen es doch 5ns von Cout + 3 ns = 8 ns sein. Bis das Signal am Ausgang für sum liegt und nicht 6ns oder nicht?

Kelec

09.01.2023, 22:19

@RedDevil1982

Der Summenausgang hat mit Cout nichts zu tun, hier ist keine Verschaltung.

Er muss natürlich auf CIN warten, allerdings betrachten wir hier einen Volladdierer alleine und nicht mehrere in Reihe, in so fern ist CIN zur gleichen Zeit da wie A und B

KarlRanseierIII

09.01.2023, 22:34

@RedDevil1982

Der Entwurf Deines VA braucht 5 ns für alle Ausgänge (kritischer Pfad ist gleich lang).

Beim 3-Bit CR ergibt sich eben 3*5ns, also 15ns.

Kelec

09.01.2023, 22:36

@KarlRanseierIII

Beim Summenausgang sind doch 6 Gatter in Reihe nicht nur 5

KarlRanseierIII

09.01.2023, 22:37

@Kelec

Ohja, richtig, Verknüpfungspunkt falsch gesehen.

RedDevil1982

Fragesteller

09.01.2023, 22:59

@Kelec

"Der Summenausgang hat mit Cout nichts zu tun, hier ist keine Verschaltung.

Er muss natürlich auf CIN warten, allerdings betrachten wir hier einen Volladdierer alleine und nicht mehrere in Reihe, in so fern ist CIN zur gleichen Zeit da wie A und B"

Ok, Danke! Etwas verwirrend, aber ich werds mir so merken

Kelec

09.01.2023, 23:03

@RedDevil1982

In wie fern findest du es verwirrend. Cin A und B sind Eingänge betrachte sie einfach nicht.

RedDevil1982

Fragesteller

09.01.2023, 23:11

@Kelec

d) Ist ja ein Carry-Ripple-Addierer der 3 Bit zahlen addieren soll.

Brauche 3 VA hintereinander

5ns + 2ns +3ns => 10ns für den Ausgang der Summe beim letzen VA

und 5 +2 +2 => 9 ns für cout beim letzten VA. Also 10ns insgesamt

Kelec

09.01.2023, 23:38

@RedDevil1982

Wenn ein VA eine Verzögerung von 6ns aufweist haben 3 VAs eine Verzögerung von 3*6ns also 18ns

RedDevil1982

Fragesteller

10.01.2023, 13:29

@Kelec

Bei einem Carray Ripple Addierer rechnen alle VA parallel gleichzeitig.

der zweite und dritte in der Reihe müssen nur auf das Cout => Cin des Vorgängers warten. Deshalb 5ns für Cout bei ersten 2ns für Cout beim zweiten und der dritte VA bekommt Cin vom zweiten und muss dann noch drei Gatter bis zur Summe durchalufen, deshalb 5 +2 + 3 = 10ns bis die Summe beim letzten anliegt.

Kelec

10.01.2023, 18:57

@RedDevil1982

Ohne das jetzt genau durchzudenken klingts zumindest auf den ersten Blick plausibel.

Lass es mal bei 10ns und schau obs stimmt.

Kelec

10.01.2023, 19:00

@Kelec

Ich möchte hier aber anmerken, dass du nicht nur CIN COUT betrachten darfst sondern jeder VA muss voll definiert sein somit muss bei jedem VA sowohl Cout als auch die Summe stimmen.

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00111 (x)
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#include <stdio.h>

// Funktion zur Ausgabe der Binärdarstellung einer Zahl
void printBinary(int num, int bits) {
    for (int i = bits - 1; i >= 0; i--) {
        printf("%d", (num >> i) & 1);
    }
}

int main() {
    // Benutzereingabe für die beiden 4-Bit-Zahlen
    int a, b;
    printf("\n");
    printf("\n");

    // Eingabe für die erste Zahl
    printf(" Tippe deine erste Zahl zwischen 0 und 15 ein: ");
    scanf("%d", &a);

    // Überprüfung der Gültigkeit der Eingabe
    if (a < 0 || a > 15) {
        printf("Error: Zahl liegt nicht zwischen 0 und 15\n");
        printf("    Programm beendet...\n");
        return 1;  // Programm mit Fehlercode beenden
    }

    // Eingabe für die zweite Zahl
    printf("Tippe deine zweite Zahl zwischen 0 und 15 ein ");
    scanf("%d", &b);

    // Überprüfung der Gültigkeit der Eingabe
    if (b < 0 || b > 15) {
        printf("Error: Zahl liegt nicht zwischen 0 und 15\n");
        printf("    Programm beendet...\n");
        return 1;  // Programm mit Fehlercode beenden
    }
    printf("\n");

    // Berechnung des 4-Bit-Volladdierers
    int summe = a + b;
    int uebertrag = (a & b) << 1;

    // Ausgabe des Ergebnisses im binären Format
    printf("  ");
    printBinary(a, 5);
    printf(" (x)\n");

    printf("+ ");
    printBinary(b, 5);
    printf(" (y)\n");

    printf("U ");
    printBinary(uebertrag, 5);
    printf(" (Uebertrag)\n");

    printf("-------------------\n");

    printf("+ ");
    printBinary(summe, 5);
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{
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    cin.ignore(cin.rdbuf()->in_avail());
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int main()
{
    cout << endl;

    double RZ1, RZ2;
    cout << "1. reele Zahl = ? ";
    cin >> RZ1;
    cout << endl;
    cout << "2. reele Zahl = ? ";
    cin >> RZ2;
    cout << endl;
    double Summe = RZ1 + RZ2;
    double Differenz = RZ1 - RZ2;
    double Produkt = RZ1 * RZ2;
    double Quotient = RZ1 / RZ2;
    cout << "Summe = " << setprecision(5) << Summe << endl;
    cout << "Differenz = " << setprecision(5) << Differenz << endl;
    cout << "Produkt = " << setprecision(5) << Produkt << endl;
    cout << "Quotient = " << setprecision(5) << Quotient << endl;
    int GZ1, GZ2;



    wait(); // warten auf Enter
    return 0;
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c_____d_______Ausgang

0_____0_______=>_ c negiert

0_____1_______=> c negiert

1_____0_______=> 0

1____1________ => 0

Also wäre die Wertetabelle für f (c,d)

c___d______f(c,d)

0___0______1

0___1______1

1____0_____0

1____1_____0

Jetzt den zweiten Multiplexer betrachten. Hier ist das Steuersignal c, also müssen wir das Verhalten von d betrachten

Die Wertetabelle wäre wieder nach dem Muster (0,0), (0,1), (1,0), (1,1).

Für (0,1) und (1,1) wäre der Ausgang 1, d.h. die Zeilen wären

c___d_____f (c,d)

1 0 1

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