Combiners - studopediya

Sumatorul este un dispozitiv digital de combinațional (KTSU), destinate în principal pentru însumarea numerelor binare. În plus, scăderea poate fi efectuată de către un sumator, multiplicare, diviziune, conversie la numere de cod suplimentare și alte operațiuni. De obicei sumator este format din elemente logice, iar apoi rezultatul operației este trimis înregistrarea într-un registru.

Clasificarea sumatoare poate fi efectuată pe trei criterii principale:

numărul de intrări (jumătate de viperă, mono și multi-sumatoare). viperei multi-bit, la rândul lor, sunt împărțite în serie și în paralel; Metoda recenta pentru organizarea transferurilor mezhrazryadnyh divizate în sumatoare cu transfer de serie și în paralel, și cu structura de grup;

pontaj metoda (sincrone și asincrone sumatoare);

radix (binar, BCD și colab.).

(. Figura 4.8, 4.9) O jumătate de extensie se numește KTSU cu două intrări (a, b) și două ieșiri, dintre care una produce semnalul sumă (S out), iar celălalt - semnalul de transport (P out) .Tabl. 4.5 este un tabel de adevăr jumătate de vipera.

A-un bit sumator (Fig. 4.10, 4.11) se numește KTSU cu trei intrări și două ieșiri. Pe lângă cele două intrări pentru numerele pe care el are o a treia intrare de la care un semnal de transport din descărcarea de gestiune precedentă. Un sumator-un bit este principalul element de sumatoare multibit. Se efectuează adăugarea aritmetică a numerelor binare de un bit ai și bi și transferate Pi-1 a unei etape precedente pentru a forma o ieșire sumă Si și Pi de transport în MSB (tab. 4.6).

Într-un mod similar subtractors circuite logice pot fi construite. Ca sumatoare și subtracters sunt proiectate pentru a efectua operații aritmetice de bază - adunare și scădere. Datorită înseamnă intrare suplimentară pentru schimbarea semnului de argumentul al doilea vipera poate adăuga al doilea la primul termen, cu semn schimbat,
și anume scade, și scăzător - se scade din Scăzător Descăzut cu semn schimbat, și anume, add. Astfel, într-o unitate logică aritmetică (ALU), utilizată în majoritatea cazurilor, numai unul dintre cele două noduri considerate, în mod tradițional - și anume sumator, cu toate că toți indicatorii sumator scăzător ca.

Fig. 4.10. Simbol-un bit sumator

Fig. 4.11. Conducerea sumator-un bit pentru elemente logice

Tabela de adevăr-un bit vipera

operații de adunare și scădere sunt secvențiale și paralele. Aici, alternarea secvență înțeleasă, cifră cu cifră, adăugarea (sau scăderea) pe un circuit de întârziere transferă un singur bit (sau împrumuturi) pentru a fi utilizat ca al treilea argument în următorul ciclu de ceas, adică. E. În descărcarea.

Când adăugarea paralelă (sau scădere) sunt utilizate ca sumatoare-un bit (sau subtractors), cât de mulți biți din numerele originale (sau mai precis - cât de multe cifre în cel mai mare număr de ele). Aceste viperei cu un singur bit interacționează pe transferurile circuite (sau credite). Este clar că un paralelism completă nu se obține, deoarece transferurile și împrumuturile care fac obiectul unora, deși mici, întârzierea de juniori se situează la seniori. Acest lucru se referă la distribuirea schematică a împrumutului, spre deosebire de o logică, îndreptată în direcția opusă. Problema reducerii de transport de propagare (sau credite) deversări de timp - unul dintre cheie în proiectarea de ALU.

Notă unele logica particulară a vipere și subtractors:

suma este egală cu 1 dacă valoarea unică are un număr impar de argumente;

de transfer de ieșire este egal cu 1 dacă valoarea unică luată mai mult de două argumente;

diferența este egal cu 1 atunci când nu există nici o intrare a împrumutului se scade 1 - 0 sau 0 de la 1 se scade; de asemenea, este egal cu 1 în cazul în care argumentele sunt în prezența intrare a creditului;

împrumut de ieșire este 1 dacă 1 se scade din 0, iar în cazul în care argumentele sunt în prezența intrare a împrumutului.

În structura ALU este adesea prezent segment de stocare. constând din combinația dintre sumator (sau scăzător) și registrul de rezultat. O astfel de unitate este necesară în punerea în aplicare a algoritmului de calcul secvențial, atunci când se adaugă argumentul nou la intrarea rezultatului acumulat anterior sau scăzute din acesta, iar noul rezultat de calcul înlocuiește originalul.

Funcția unității de stocare, care combină funcțiile sumatorului (sau scăzător) și registrul poate efectua un set de T -triggerov mod de lucru, adică starea inversiunii modulo 2. O astfel de viperă bazat pe T -triggerov numit acumulativ .Se nu mai este un dispozitiv combinațional și o mașină de stat, deoarece are o memorie.

plus (sau scădere) cu transfer (sau împrumut) sunt întotdeauna peste cele trei argumente, astfel încât sumatorul cumulativă (sau scăzător) trebuie să conțină de comutare a circuitului de comandă pentru a răspândi adăugarea (sau scăderea) pe două cicluri. Acesta este principalul dezavantaj. În caz contrar, vipera cumulativă (sau scăderea
Tel) - cel mai simplu și economic. În plus față de circuitul de comutare simplu cuprinde un transfer suplimentar de lanț numai (sau împrumut).

(. Din tabelul 4.6) Funcții Boolean care descriu operarea pe un bit Sumatorul binar poate fi scris astfel:

Folosind diferite forme de realizare ale funcțiilor de transformare, este posibil să se realizeze un număr mare de structuri de sumatoare binare de un bit (de exemplu, conform schemei prezentate
Fig. 4.12).

Fig. 4.12. Conducerea-un bit sumator binar

Pentru a gestiona mai multe numere de biți este combinat un număr corespunzător de vipere-un singur bit. Biții individuali ai numerelor procesate A și B sunt alimentate la intrările ai și bi. Pe intrarea Pi este transferat de la cele de mai sus, un LSB. Formată în acest transfer de descărcare Pi + 1 este transmis în următorul bit mai semnificativ. O astfel de organizare a procesului de formare a transferului, care este numit de transfer de serie, reduce viteza de multi-bit sumator, din moment ce a primit rezultatul în cea mai semnificativă cifră a sumatorului este asigurată numai după propagarea de transport pentru toate evacuările. Prin urmare, aranjate uneori transfer paralel.