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--! @file rca_logic_block.vhd

--! @author Julian Andres Guarin

--! @brief Bloque de lógica Carry Look Ahead. 

-- rca_logic_block.vhd

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--! Libreria de definicion de senales y tipos estandares, comportamiento de operadores aritmeticos y logicos.\n Signal and types definition library. This library also defines 

library ieee;

--! Paquete de definicion estandard de logica. Standard logic definition pack.

use ieee.std_logic_1164.all;

--! Entidad generadora del Bloque de Ripple Carry Adder. 

--! En una suma A+B para cada par de bits Ai, Bi, se genera un carry out Couti, este Couti en un bloque generador de carry Ripple Carry, depende del cálculo de los Carry Out anteriores, Couti-1, Couti-2,...., Cout0. Lo que hace el Ripple Carry Adder Logic Block, es calcular secuencialmente los valores de todos los Couti, usando las señales de propagación y generación, Pi y Gi, y los Carry Out anteriores. Comparado con el Carry Look Ahead, empleará el doble del tiempo, pero usará muchas menos elementos lógicos en una FPGA o muchos menos transistores en un procesos de fabricación CMOS. En síntesis se sacrifica desempeño por ahorro de recursos. 

entity rca_logic_block is

        generic (

                width : integer := 8 --! Tamaño estandar del bloque Ripple Carry Adder.

        );

        port (

                p,g: in std_logic_vector(width-1 downto 0); --! Señales de Propagación y Generación del carry.

                cin : in std_logic;                                             --! Señal de entrada Carry In.

                c : out std_logic_vector(width downto 1)        --! Señales Carry Out Cálculadas. 

        );

end rca_logic_block;

--! Arquitectura del bloque Ripple Carry Adder.

--! El bloque de lógica de Ripple Carry Adder, se sintetiza a partir de un código comportamental.

--! Para cada Couti, se instancia una función combinatoria. 

architecture rca_logic_block_arch of rca_logic_block is

begin

        --! El siguiente proceso instancia funciones combinatorias para CADA UNO de los valores de Couti a calcular. En TODO momemnto se utiliza el resultado de los Cout antrerioes a Couti, optimizando en uso de recursos. 

        --! La razón principal para realizar la instanciación de las funciones combinatorias necesarias con un process en vez de un generate, rádica en utilizar un conjunto de variables que afecte unicamente al proceso comportamental descrito y no a la arquitectura entera. 

        rcaProc:                -- rcaProc instancia funciones combinatorias en sCarry(i) haciendo uso de los resultados intermedios obtenidos

                                -- en sCarry(i-1), por lo que se crea un delay path en el calculo del Cout del circuito

        process (p,g,cin)

                variable i:                     integer range 0 to 2*width;

                variable sCarry:        std_logic_vector(width downto 1);

        begin

                sCarry(width downto 1) := g(width-1 downto 0);

                sCarry(1) := sCarry(1) or (p(0) and cin);

                for i in 1 to width-1 loop

                        sCarry(i+1) := sCarry(i+1) or (p(i) and sCarry(i));

                end loop;

                c <= sCarry;

        end process rcaProc;

end rca_logic_block_arch;