Responda às seguintes perguntas sobre o nível lógico digital
Uma ULA de 16 bits é composta de 16 ULAs de 1 bit, cada uma com um tempo de adição de 10 ns . Se houver 1 ns adicional de atraso de propagação de uma ULA para a seguinte, quanto tempo leva para aparecer o resultado de uma soma de 16 bits?

Passo 1

Então, o exercício fala de uma ULA (unidade lógica e aritmética) de 16 bits construída como um somador “ripple‐carry”: são 16 ULAs de 1 bit em série. Cada ULA de 1 bit demora 10 ns para fazer a soma, e entre cada ULA há 1 ns extra de atraso pra propagar o carry.
Conteúdo: nível lógico digital (ripple-carry adder).
O que vamos precisar: entender como o carry “ripple” passa de um bit pro próximo, somar os tempos de cada ULA e de cada propagação entre ULAs.

Passo 2

Teoria do ripple-carry adder:
  • Cada somador de 1 bit (full adder) leva um tempo pra gerar soma e carry de saída.
  • O carry de saída de uma ULA vira carry de entrada da próxima, mas passa por um atraso de fio/propagação .
  • No pior caso (carry de ponta a ponta), você espera 10 ns na primeira ULA, depois 1 ns para o carry chegar na segunda ULA, mais 10 ns pra ela calcular, e assim por diante até a 16ª.

Passo 3

Vamos contabilizar:
  • Primeira ULA: 10 ns
  • Das ULAs 2 até a 16 (ou seja, mais 15 ULAs), cada uma tem 1 ns de atraso de propagação + 10 ns de soma.
    Logo:
Ttotal ;=; 10,ns ;+; 15times(1,ns + 10,ns) ;=; 10,ns ;+; 15times 11,ns ;=; 10 + 165 ;=; 175,ns

Resposta

O resultado da soma de 16 bits aparece em 175 ns.

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