22、8位超前进位加法器的设计与性能分析

8位超前进位加法器的设计与性能分析

1. 超前进位加法器（CLA）概述

超前进位加法器（Carry look-ahead adder，CLA）在各类加法器中速度快且性能稳定，具有显著的低传播延迟和低功耗特性。与其他多位加法器不同，多位加法器通常由1位全加器串行连接设计而成，而CLA能同时获取所有位的相加结果，大大减少了传播延迟。

CLA在进行两个并行二进制数相加时，所有位的相加操作同时进行。但信号仍需通过门电路传播，直到输出端得到正确的输出值。总传播时间与门级数量和标准门传播延迟成正比，其中最长的延迟是处理完整加法所需的时间。

2. 相关研究进展

• 低功耗逻辑门设计 ：有研究提出了基于MGDI（Modified Gate Diffusion Input）技术的2输入OR门和2输入XOR门的低功耗设计，用于设计算术和逻辑等复杂电路。该研究在0.35mm CMOS技术下工作，并与静态CMOS逻辑进行比较，计算了功耗、传播延迟、晶体管数量等指标，并进行了面积和PDP（能量延迟积）比较。
• 纳米技术应用 ：还有研究采用16和32nm MGDI技术设计低功耗NAND和NOR门，并与传统CMOS技术进行性能比较。通过tanner EDA工具计算动态和静态功率，结果表明该技术在电子设备应用中所需功率更低。另外，有研究使用32nm CNTFET技术在MGDI技术中设计逻辑门，通过纳米工艺实现MGDI单元设计。与GDI技术相比，网络面积在上拉部分减少了80%，下拉部分减少了50%。使用H - SPICE软件在0.9V电源下计算功耗、延迟和PDP，证明这些晶体管比传统S