21. جامعات الحمل التموجي (Ripple Carry Adders) (جامعات متوازية N-bit Parallel Adders)

لجمع عددين يتكونان من N-بت، نقوم بربط N من الجامعات الكاملة في سلسلة، لتكوين جامع متوازٍ N-بت.

الهيكل

1. تستخدم مرحلة البت الأقل أهمية (LSB) جامعًا كاملًا يكون فيه حمل المُدخل الأولي ($C_{in, 0}$) عادةً 0.
2. يتم توصيل حمل الخرج ($C_{out}$) من مرحلة مباشرة بـ $C_{in}$ للمرحلة التالية، الأكثر أهمية.

يُسمى هذا الهيكل جامع الحمل التموجي (Ripple Carry Adder) لأن إشارة الحمل 'تتموج' أو تنتشر عبر المراحل بالتتابع، من LSB إلى MSB.

قيود الأداء: المسار الحرج

يتم تحديد الوقت الإجمالي المطلوب لعملية الجمع بالوقت الذي تستغرقه إشارة الحمل للتموج عبر سلسلة N من الجامعات بأكملها. يُعرف هذا المسار باسم المسار الحرج (critical path).

$$\text{التأخير الإجمالي} = N \times t_{\text{carry}}$$ (حيث $t_{\text{carry}}$ هو تأخير حساب الحمل داخل جامع كامل واحد FA).

بالنسبة لـ N الكبيرة (مثل 64 بت في وحدة المعالجة المركزية)، يمكن أن يصبح هذا التأخير كبيرًا، مما يبطئ سرعة ساعة المعالج. وهذا يؤدي إلى الحاجة لتصاميم جامعات أسرع، مثل جامع الحمل المتقدم (Lookahead Carry Adder) (سيتم تقديمه كمفهوم لاحقًا).