Elde seçmeli toplayıcıya dayalı  yüksek performanslı  karma toplayıcı devrelerin tasarımı
High performance  hybrid  adders  design  based  carry  select adder
Yazar: ÖZLEM BATUR
Danışman: PROF. DR. AHMET SERTBAŞ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Paralel toplama işlemine dayanan Elde Seçmeli Toplayıcı yapısı yüksek performanslı toplayıcı tasarımında gittikçe daha fazla öne çıkmaktadır. Öte yandan, düzenli ve modüler olması nedeniyle Elde Seçmeli Toplayıcı yapıları, karma toplayıcı devrelerin tasarımında da sıklıkla kullanılmaktadır.    Bu çalışmada, elde seçmeli toplayıcıya dayalı karma toplayıcı yapıları içinde çeşitli elde iletimli toplayıcıları Temel Ünite (TU-Basic Unit) ile birlikte kullanarak yüksek performanslı karma toplayıcı devre tasarımları geliştirilmeye çalışılmıştır.

Bu amaçla öncelikle, klasik elde iletimli toplayıcı  yapıları olarak bilinen Elde  Dalgalı Toplayıcı (RCA), Elde Öngörülü Toplayıcı (CLA), Elde Atlamalı Toplayıcı (CSKA), Kooge-Stone Paralel Önek Toplayıcı ve Brent-Kung Paralel Önek Toplayıcı yapılarının dayandığı algoritmalar ve devre tasarımları detaylı olarak incelenmiştir. Daha sonra, incelenen toplayıcı devrelerinin simulasyonlarının elde edilmesi için kullanılan Çok Hızlı Tümleşik Devre Donanım Tanımlama Dili (VHDL) ile Altrera QUARTUS II programı ve çeşitli uygulamalar ayrıntılı olarak anlatılmıştır.

Tez çalışmasında, Önerilen Elde Seçmeli Karma Toplayıcıya dayalı RCA-TU, CLA-TU, CSKA-TU, Kogge/Stone-TU ve Brent/Kung-TU karma topolojileri ile oluşturulan devrelerin performans analizleri yapılmıştır. Toplayıcı performans ölçütleri olarak devrenin girişten çıkışa gecikmesi, kullanılan lojik kapı sayısı (devre alanı) ve bu iki ölçütün çarpımı ile oluşan toplam performans değerleri kullanılmıştır. Tezde elde edilen sonuçlara göre; önerilen elde seçmeli toplayıcıya dayalı karma toplayıcıları, klasik tekil toplayıcı ve klasik elde seçmeli toplayıcıya dayalı karma toplayıcılara oranla  daha iyi performanslı oldukları görülmüştür.

Anahtar kelimeler: Elde Seçmeli Toplayıcı, Karma Toplayıcılar, Yüksek Performanslı  Toplayıcılar, VHDL.

Abstract:
The structure of the Carry Select Adder depending on parallel addition operation is becoming more popular in the design of high performance adders. On the other hand, since it's steady and mobile, Carry Select Adder structure are commonly used in the design of mixed adders circuits.In this study, mixed adder structures depending on  Carry Select adders are used with conductive adders Basic Units (TU-Basic Unit) in an attempt to develop high-performance mixed adder circuits.For this reason, undulating adder known as ordinary conductive adder, Carry Ripple Adder (RCA), Carry Look Ahead Adder (CLA), Carry Skip Adder (CSA), Kooge-Stone Parallel Prefix Adder and Brent-Kung Parallel Prefix Adder and their algorithms and circuit designs are investigated in detail. Then, in order to create simulations of the adder circuits, Altrera QUARTUS II software and various applications are investigated in Very High Speed Integrated Circuit  Hardware Description Language.

In this thesis, performance analyses were performed on RCA-TU, CLA-TU, CSKA-TU, Kogge/Stone-TU and Brent/Kung-TU depending on the Suggested Carry Select adder circuits formed with mixed topologies. As adder performance criteria, the input-output delay of the circuit, the number of logic gates used (circuit area) and the total performance values obtained with the multiplication of these two criterion.According to the results obtained, mixed adders depending on the suggested carry select adders demonstrated higher performance than classical single adders and mixed adders depending on selective adders.

Keywords: Carry Select Adder, Hybrid Adder, High Performance Adder,VHDL