ناقل الحركة البرميلي

في مجال الحوسبة ، يُعدّ مُبدِّل البرميل دائرة منطقية توافقية قادرة على إزاحة كلمة بيانات بعدد متغير من خانات البتات وفقًا لقيمة إدخال ثنائية. قد يقوم هذا المُبدِّل بتصفير البتات الفارغة من كلمة الإخراج، وبالتالي إجراء عملية إزاحة منطقية (مثل الإزاحة المنطقية إلى اليسار )، أو قد يقوم بتدوير جميع بتات كلمة الإدخال، سواءً كان ذلك مُصممًا لهذا الغرض أو وفقًا لما يُحدده مُدخل واحد أو أكثر من مُدخلات اختيار الوظيفة.

غالبًا ما يتم استخدام محول البرميل لتحريك وتدوير الكلمات في المعالجات الدقيقة، ^{[ 1 ]} عادةً خلال دورة ساعة واحدة .

على سبيل المثال، لنفترض وجود مُبدِّل أسطواني رباعي البتات، بمدخلات A وB وC وD. يستطيع هذا المُبدِّل تغيير ترتيب البتات ABCD إلى DABC أو CDAB أو BCDA ؛ وفي هذه الحالة، لا تُفقد أي بتات. أي أنه يستطيع إزاحة جميع المخرجات حتى ثلاثة مواضع إلى اليمين (وبالتالي تكوين أي توليفة دورية من A وB وC وD). للمُبدِّل الأسطواني تطبيقات متنوعة، بما في ذلك كونه مكونًا مفيدًا في المعالجات الدقيقة (إلى جانب وحدة الحساب والمنطق ).

إحدى طرق تنفيذ محول البرميل هي كسلسلة من أجهزة الإرسال المتعدد حيث يتم توصيل مخرج جهاز إرسال متعدد واحد بمدخل جهاز الإرسال المتعدد التالي بطريقة تعتمد على مسافة الإزاحة.

تُنفَّذ أسرع المُبدِّلات على شكل مصفوفات متقاطعة كاملة، بطريقة مشابهة لمُبدِّل 4 بت الموضح أعلاه، ولكن بحجم أكبر. تُسبِّب هذه المُبدِّلات أقل تأخير، حيث يكون الخرج دائمًا متأخرًا بتأخير بوابة واحدة عن المدخل المراد إزاحته (بعد السماح بالوقت القصير اللازم لفك تشفير عدد الإزاحات للاستقرار؛ ولا يُحتسب هذا التأخير إلا عند تغيير عدد الإزاحات). مع ذلك، تتطلب مُبدِّلات المصفوفات المتقاطعة هذه n² بوابة لإزاحات n بت. لهذا السبب، غالبًا ما يُنفَّذ مُبدِّل البرميل على شكل سلسلة من مُضاعِفات 2 ^× 1 متوازية، مما يسمح بتقليل عدد البوابات بشكل كبير، حيث يزداد الآن فقط مع n log n ؛ ويكون تأخير الانتشار أكبر، حيث يزداد مع log n (بدلاً من أن يكون ثابتًا كما هو الحال مع مُبدِّل المصفوفات المتقاطعة).

بالنسبة لمُبدِّل الإزاحة الأسطواني ذي 8 بتات، تُستخدم إشارتان وسيطتان تُبدِّلان البيانات بمقدار أربعة بتات وبتتين، أو تُمرِّران نفس البيانات، بناءً على قيمة S[2] وS[1]. ثم تُبدَّل هذه الإشارة بواسطة مُضاعِف إرسال آخر، يتم التحكم فيه بواسطة S[0].

int1 = IN، إذا كان S[2] == 0 = IN << 4، إذا كان S[2] == 1 int2 = int1، إذا كان S[1] == 0 = int1 << 2، إذا كان S[1] == 1 OUT = int2 , إذا كان S[0] == 0 = int2 << 1، إذا كان S[0] == 1

تحتوي ناقلات الحركة الأسطوانية الأكبر حجماً على مراحل إضافية.

يتميز ناقل الحركة المتتالي بميزة إضافية على ناقل الحركة ذي العارضة الكاملة، وهي عدم الحاجة إلى أي منطق لفك تشفير عدد التغييرات.

عدد أجهزة الإرسال المتعدد المطلوبة لكلمة مكونة من n بت هو${\displaystyle n\log _{2}n}$[ ^{2 ]} فيما يلي خمسة أحجام شائعة للكلمات وعدد أجهزة الإرسال المتعدد المطلوبة ^:

• 128 بت —${\displaystyle 128\times \log _{2}128=128\times 7=896}$
• 64 بت —${\displaystyle 64\times \log _{2}64=64\times 6=384}$
• 32 بت —${\displaystyle 32\times \log _{2}32=32\times 5=160}$
• 16 بت —${\displaystyle 16\times \log _{2}16=16\times 4=64}$
• 8 بت —${\displaystyle 8\times \log _{2}8=8\times 3=24}$

تكلفة المسار الحرج في لعبة Fallout 4 (تقديرية، بدون تأخير الأسلاك):

• 32 بت: من 18 FO4 إلى 14 FO4 ^{[ 3 ]}

يُستخدم مُبدِّل الإزاحة الأسطواني بشكل شائع في تنفيذ العمليات الحسابية ذات الفاصلة العائمة على مستوى الأجهزة . في عمليات الجمع والطرح ذات الفاصلة العائمة، يجب محاذاة الأجزاء المعنوية للعددين، وهو ما يتطلب إزاحة العدد الأصغر إلى اليمين، وزيادة أسه ، حتى يُطابق أس العدد الأكبر. ويتم ذلك بطرح الأسين، ثم استخدام مُبدِّل الإزاحة الأسطواني لإزاحة العدد الأصغر إلى اليمين بمقدار الفرق، في دورة واحدة.

• التحول الدائري

• كرونينج، دانيال؛ ستريشمان، عوفر (2008). إجراءات اتخاذ القرار . سبرينغر . رقم ISBN 978-3-540-74104-6.

• مُبدِّل البرميل (8 بت) ، جامعة هامبورغ
• تنفيذ محولات البرميل باستخدام المضاعفات (بول جيجليوتي، 17-08-2004)