materi





1. Tujuan[kembali] 
  1. Mampu membuat aplikasi carry propagation 
  2. Memahami fungsi komponen pada carry propagation
2. Alat dan Bahan [kembali]
 
A. alat 
 
 Multimeter


Multimeter adalah suatu alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur tiga jenis besaran listrik yaitu arus listrik, hambatan listrik dan tegangan listrik. Sebutan lain untuk multimeter adalah AVO-meter yang merupakan singkatan dari satuan ampere, volt dan ohm.Selain itu, multimeter juga disebut dengan nama multitester.Multimeter terbagi menjadi dua jenis yaitu multimeter analog dan multimeter digital. Perbedaan antara multimeter analog dan multimeter digital terletak pada tingkat ketelitian nilai pengukuran yang diperoleh. Multimeter dapat digunakan untuk pengukuran listrik arus searah maupun pengukuran listrik arus bolak balik

B. Bahan

    1. Gerbang AND (AND Gate)

Gerbang AND termasuk yang paling sederhana diantara lainnya, dimana gerbang ini membutuhkan dua input untuk menghasilkan satu output. Sistemnya terdiri dari 0 dan 0 akan menghasilkan 0, 1 dan 0 akan menghasilkan 0, 1 dan 1 akan menghasilkan 1.




    2. Gerbang OR (OR Gate)

A. Konfigurasi PIN
IC 7432 pin diagram



Pins
Description
Pin 1
It is connected to the Input(A) of OR Gate 1
Pin 2
Input(B) of OR Gate 1
Pin 3
It is connected to the Output(Y) of OR Gate 1
Pin 4
Input(A) of OR Gate 2
Pin 5
Input(B) of OR Gate 2
Pin 6
This pin provides the Output(Y) of OR Gate 2
Pin 7
Ground Pin which used to provide the power supply to the IC.

Pin 8
It is connected to the Output(Y) of OR Gate 3
Pin 9
It is connected to the Input(A) of OR Gate 3
Pin 10
Input(B) of OR Gate 3
Pin 11
It is the output(Y) pin of the OR Gate 4
Pin 12
It is the input(A) pin of the OR Gate 4
Pin 13
It is the input(B) pin of the OR Gate 4
Pin 14
It is Vcc pin which used to provide the power supply to the IC.
B. Spesifikasi
  • Dual Input OR Gate – Quad Package
  • Supply Voltage: 5 to 7V 
  • Input Voltage: 5 to 7V
  • Operating temperature range  -55°C to 125°C
  • Available in 14-pin PDIP package

    3. Gerbang X-OR (X-OR Gate)


Ada juga versi Gerbang X-OR atau bisa disebut Exclusive OR, seperti namanya ia adalah versi pengembangan dari Gerbang OR. Konfigurasinya sendiri terdiri dari input 0 dan 0 menjadi 0, 0 dan 1 menjadi output 1, 1 dan 0 menjadi 1, lalu 1 dan 1 menjadi 0.



A. Spesifikasi 
  • Wide supply voltage range: 3.0V to 15V
  • Low power: 100 nW (typ.)
  • Medium speed operation: tPHL = tPLH = 40 ns (typ.) at CL = 15 pF, 10V supply
  • High noise immunity 0.45 VCC (typ.)

B. Konfigurasi PIN

Pin NoPin NameDescription
1A0Input 1 of XOR gate 0
2B0Input 2 of XOR gate 0
3Q0The output of XOR gate 0
4Q1The output of XOR gate 1
5A1Input 1 of XOR gate 1
6B1Input 2 of XOR gate 1
7VSSSource Supply
8A2Input 1 of XOR gate 2
9B2Input 2 of XOR gate 2
10Q2The output of XOR gate 2
11Q3The output of or gate 3
12A3Input 1 of OR gate 3
13B3Input 2 of OR gate 3
14VDDDrain Supply
   4. Logic Probe



     Logic probe atau logic tester adalah alat yang biasa digunakan untuk menganalisa dan
mengecek status logika (High atau Low) yang keluar dari rangkaian digital. Objek yang diukur
oleh logic probe ini adalah tegangan oleh karena itu biasanya rangkaian logic probe harus
menggunakan tegangan luar (bukan dari rangkaian logika yang ingin diukur) seperti baterai. Alat
ini biasa digunakan pada IC TTL ataupun CMOS (Complementary metal-oxide semiconductor).

   5. Logicstate

 
Alat yang digunakan untuk memasukkan input logika (Boolean 1 dan 2) masukan. 
 
 
3. Dasar Teori [kembali]

Carry lookahead adder adalah rangkaian adder yang lebih cepat dalam melakukan penjumlahan biner dengan menggunakan konsep Carry Generate dan Carry Propagate. CLA disebut sebagai penerus ripple carry adder. Sirkuit CLA meminimalkan waktu tunda propagasi melalui implementasi sirkuit kompleks yang terjadi selama penambahan ini dirancang dengan mengubah rangkaian adder pembawa riak (ripple-carry adder) sedemikian rupa sehingga logika carry penambah diubah menjadi logika dua tingkat.

Dalam kasus penjumlah paralel, penambahan biner dari dua angka dimulai ketika semua bit dari augend dan tambahan harus tersedia pada saat yang sama untuk melakukan perhitungan. Dalam rangkaian penambah paralel, keluaran pembawa dari setiap tahap penambah penuh dihubungkan ke masukan pembawa dari tahap orde tinggi berikutnya, oleh karena itu disebut juga sebagai penambah tipe pembawa riak.

Dalam rangkaian penambah seperti itu, tidak mungkin untuk menghasilkan jumlah dan keluaran keluaran dari setiap tahap sampai pengangkutan masukan terjadi. Sehingga akan terjadi tunda waktu yang cukup besar pada proses penambahan , yang dikenal dengan , tunda propagasi carry. Dalam rangkaian kombinasional apa pun, sinyal harus merambat melalui gerbang sebelum jumlah keluaran yang benar tersedia di terminal keluaran.
 

Pertimbangkan gambar di atas, di mana jumlah S4 dihasilkan oleh penambah penuh yang sesuai segera setelah sinyal input diterapkan padanya. Tetapi input carry C4 tidak tersedia pada nilai kondisi tunak akhirnya sampai carry c3 tersedia pada nilai kondisi tunaknya. Demikian pula C3 tergantung pada C2 dan C2 pada C1. Oleh karena itu, carry harus merambat ke semua tahapan agar output S4 dan carry C5 menyelesaikan nilai kondisi tunak akhirnya.

Waktu propagasi sama dengan delay propagasi dari gerbang tipikal dikalikan dengan jumlah level gerbang di sirkuit. Misalnya, jika setiap tahap penambah penuh memiliki penundaan propagasi 20n detik, maka S4 akan mencapai nilai akhir yang benar setelah 80n (20 × 4) detik. Jika kita memperpanjang jumlah tahapan untuk menambahkan lebih banyak jumlah bit maka situasi ini menjadi jauh lebih buruk.

Jadi kecepatan jumlah bit yang ditambahkan dalam penambah paralel tergantung pada waktu propagasi carry. Namun, sinyal harus disebarkan melalui gerbang pada waktu yang cukup untuk menghasilkan keluaran yang benar atau diinginkan.

 


Pertimbangkan rangkaian adder penuh yang ditunjukkan di atas dengan tabel kebenaran yang sesuai. Jika kita mendefinisikan dua variabel sebagai carry generate Gi dan carry propagate Pi maka,

Jumlah keluaran dan keluaran carry dapat dinyatakan dalam bentuk carry generate Gi dan carry propagat Pi sebagai

di mana Gi menghasilkan carry ketika kedua Ai dan Bi adalah 1 terlepas dari input carry. Pi dikaitkan dengan propagasi carry dari Ci ke Ci + 1.

Fungsi carry output Boolean dari setiap tahap dalam 4 tahap carry look-ahead adder dapat dinyatakan sebagai:

C2 = G1 +P1C1

C3 = G2 +P2C2 = G2 +P2G1 +P1C1 = G2 +P2G1 +P1P2C1

C4 = G3 +P3C3 = G3 +P3G2 +P2G1 +P1P2C1 

C4 = G3 +P3G2 +P3P2G1 +P1P2P3C1

Dari persamaan Boolean di atas kita dapat mengamati bahwa C4 tidak harus menunggu C3 dan C2 untuk menyebar (propagate) tetapi sebenarnya C4 disebarkan pada saat yang sama dengan C3 dan C2 . Karena ekspresi Boolean untuk setiap keluaran carry adalah jumlah produk sehingga ini dapat diimplementasikan dengan satu tingkat gerbang AND diikuti oleh gerbang OR.

Implementasi tiga fungsi Boolean untuk setiap output carry (C2 , C3 dan C4) untuk generator carry look-ahead carry ditunjukkan pada gambar di bawah.


 Example 7.7 

If the CARRY GENERATE Gi and CARRY PROPAGATE Pi are redefined as Pi = Ai + Bi) and Gi = AiBi show that the CARRY output Ci+1 and the SUM output Si of a full adder can be expressed by the following Boolean functions:


 jawab: 


 


 

Analisis Kompleksitas Waktu :

Kita bisa menganggap carry look-ahead adder terdiri dari dua bagian.

  1. Bagian yang menghitung carry untuk setiap bit.
  2. Bagian yang menambahkan bit input dan carry untuk setiap posisi bit.

Keuntungan dan Kerugian dari Carry Look-Ahead Adder :

- Keuntungan

  1. Penundaan propagasi berkurang.
  2. Memberikan logika penambahan tercepat.

- Kekurangan 

  1. Sirkuit penambah Carry Look-ahead menjadi rumit karena jumlah variabel meningkat.
  2. Sirkuit ini lebih mahal karena melibatkan lebih banyak perangkat keras.

4. Percobaan [kembali]

a. Prosedur percobaan
   
   1. Buka aplikasi proteus
   2. Pilih komponen yang dibutuhkan, yaitu gerbang XOR, Gerbang AND, dan  gerbabng OR.
   3. Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan
   4. Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
   5. Jalankan simulasi rangkaian
 
 
 b. Gambar Rangkaian
 
               

 gambar 1


   
gambar 2 
 
 
 gambar 3 
 gambar 4

 
gambar 5

 Pilihan Ganda
 1. Apa fungsi dari logicprobe pada percobaan ini?
        jawab: 
        a. sebagai sumber tegangan
        b. sebagai sumber arus
        c. menganalisa dan mengecek status logika (High atau Low) yang keluar dari rangkaian digital
        d. sebagai penyearah

    2. Apa saja alat dan bahan yang termasuk pada rangkaian ini kecuali
        jawab:
        a. button
        b. logicstate
        c. ic 74151
        d. logic probe
 
b. Prinsip kerja
      Rangkaian carry look-ahead adder jika dilihat pada rangkaian tabel kebenaran menggunakan 2 gerbang XOR, 2 gerbang AND, dan 1 gerbang OR. Ada 3 kondisi yang dihasilkan ketika input diatur pada logicstate sedemikian rupa. Jika input A, B, C adalah 0, 0, 0, 0 maka output di Ci+1 adalah 0 maka kondisi ini adalah no carry generate artinya tidak dihasilkan carry. Kemudian untuk kondisi selanjutnya jika  input A, B, C adalah 0, 1, 1 maka output di Ci+1 adalah 1 maka kondisi ini adalah no carry propagate artinya tidak ada carry yang disebarkan. Kemudian untuk kondisi selanjutnya jika  input A, B, C adalah 1, 1, 0 atau 1, 1, 1 maka output di Ci+1 adalah 1 maka kondisi ini adalah carry generate artinya carry yang dihasilkan.


5. video [kembali]


6. link download [kembali]

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

  Bahan Presentasi untuk Mata Kuliah ELEKTRONIKA 2020/2021 OLEH: Muhammad zikra 2010952052 Dosen Pengampu: Darwison, M.T Referensi: