超前进位加法器原理与设计1、行波进位加法器关键路径分析n位行波进位加法器可以由n个全加法器组成，电路延迟包括门延迟和线延迟等，分析忽略线延迟。
单位全充电门电路图从输入a、b、cin到输出s和cout，有以下路径：
通过a-s:xor1、xor2两个门电路B- s :通过xor 1、xor2的两个门电路CIN-s:xor2的一个门电路a-cout :通过xor 1、and1、or1的三个门电路B- cout : 从cin的输入数据准备好，到所有的s和cout完成，从a或b到cout总共有三个门延迟，是全加法器的最长路径，并且s不参与下一级全加法器的运算，cout作为下一级的cin输入与下一级的s和ccout
4位行波进位加法器关键路径是，由n个全加法器级联的行波进位加法器，除了第一个进位c1有3个栅极延迟外，剩下的N-1个全加法器生成进位还需要2个栅极延迟，因此n位进位加法器在上图4位行波进位加法器的情况下，用红色描绘的路径
二、超前进位加法器对于更宽的加法器n，行波进位加法器的关键路径越长越限制加法器的性能，对高速处理器等来说是一个大瓶颈。 因此，本文介绍的超前进位加法器优化改进进位行进器的重要路径。 RCA的缺点是，第k位的进位Ck必须依赖于前一级的Ck-1，因此最高位的进位在所有前一个进位计算完成之前不能计算结果。 因此，进行进位的加法器的思想是并行计算进位Ck。
观察上式s和c，分别定义共享部分。
对于n位LCA加法器，进位和求和的表达式将重写为：
其中：
其选通电路图如下，实际上是半加法器：
以4位LCA加法器为例，其进位链和和公式分别计算如下。
可以根据上述公式计算Ci和Si，其结构图如下。
4位超前进位加法器的结构图根据超前进位加法器中进位链c和输出s的物理实现方式，大致可分为以下3类。
递归进位进位加法器(RLCA )分类进位进位进位加法器(Block Lookahead Carry Adder )， BCLA )可以在比特宽度更大的LCA (例如16、32、64比特LCA等，也称为(section-carry-basedcarry-lary ) )上并行地生成所有PG和进位c 此外，4位LCA可以级联，例如，16位LCA可以级联，如下图所示(
级联4位LCA的16位LCA三、进位前置加法器关键路径分析为什么进位前置加法器在速度上优于行波进位加法器？ 当然，从进位链的生成中也可以看出，让我们从进位链C4进行比较。
LCA进位的c4栅极电路图LCA输出S3栅极电路图从输入到所有a、b和c0、LCA的输出进位c4同时生成3级栅极延迟、c0、c1、c2、c3，同时S3=P3 xor c3，因此4位虽然通过了很多门，但是他们的计算是同时的，4位RCA计算c4需要9个门延迟。 同样是32位加法器，理想的LCA (展开所有进位逻辑)关键路径延迟理论上只需要4个门，而RCA的关键路径延迟是65个门。 如果采用4位级联LCA形成32位LCA，则需要(3 7*2 1 )=18级栅极延迟，关键路径的长度比RCA短。
以上比较忽略了多输入门延迟，但真正的门延迟计算基于不同的门库文件，像通常的4输入那样，AND/OR/NAND等门输入数有限制。 我在这里只是想见你。
总之，RCA的缺点是关键路径长、速度受限、性能不高； LCA关键路径短、速度快、进位链计算依赖性小，而对于位宽较大的加法器，PG和进位生成逻辑大、存在大扇出、变化信号多、存在很多网格、面积和复杂度相当的RCA
四、Verilog阐述以下参数LCA基于4位LCA设计，width参数定义为4的倍数，例如20、24、32等。