Manchester进位链及其K、P传输门逻辑电路解析

串行进位链的缺点在于一级等一级，速度慢，因此人们设法寻求直接传输进位的方法。Manchester进位链是目前普遍采用的一种直接传输快速进位链，其工作原理及结构如下：

上式可以这样来分析：Ci-1，向i位传输，输出Ci，传输过程决定于本位的αi和bi。这样就可以考虑由αi和bi组成控制讯号来控制一定结构的传输门，使进位讯号直接由低位向高位传输，不必等待各位运算的结果。

图4.3是用NMOS所组成的动态Manchester进位链的简化电路，其中控制讯号c和Pi应由本位运算数αi和bi所决定，即

Ki和Pi，控制讯号与αi、bi逻辑函数关系应与ALU要求进行的运算类型有关。

电路的工作过程如下：先由ф1，预充各Ci至高电平，同时Ki和Pi均保持低电平，堵住放电通路。预充结束后，送入Ki和Pi进行运算进位链及进位的传输，Ci可以通过Ki或Pi、Ci-1，放至低电平。如放不掉，则Ci为高电平。

用卡诺图得到Ci的正逻辑关系式：

这里要说明一点：Ki和Pi同时为“1”是不允许的，因为这样会破坏前级的进位讯号Ci-1。

Ki，Pi控制讯号是由图4.4所示的传输门逻辑所组成，图中K0、K1、K2、K3，和P0、P1、P2、P3为控制字，它们由计算机的控制器所给出，每组控制字均对应于要求进行的运算类型，它们为各位运算所公用。

图4.5为这种方案的ALU总体框图。本位输出Ri由Pi，和Ci-1组合而成，由，及四个讯号决定。

ALU的运算功能由K3、K2、K1、K0，P3、P2、P1、P0和R3、R2、R1、R0这三组12个控制字所决定。

以常用的全加运算为例，应有：

与Manchester进位链的Ci表达式相比较：

并有：

由上式可得：

则有：

由此得到全加运算的控制字逻辑关系及由此而得的12个控制字：

一般以166表示全加运算的控制字。

其他的运算方法也可以用类似方式推出。前表为由此推出的各种运算的控制字值。

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