13. Многоразрядный сумматор последовательного действия.
Операцию сложения многоразрядных чисел можно выполнить с помощью только одного одноразрядного сумматора(SM). Такой SM последовательно разряд за разрядом слаживает два числа, начиная с младшего разряда к старшему с учетом бита переноса. Упрощение схемной реализации устр-ва приводит к существенному снижению его быстродействия.
Для реализации
такого устр-ва необходимо 3 сдвигающих
регистра,D-триггер
и одноразрядный SM
.При этом входы синхронизации D-триггера
и одного из регистров(DD5)
должны быть инверсны входам синхронизации
DD1
и DD2.
В общем случае регистра DD1
и DD2
могут не принадлежать схеме. В них
просто хранятся коды слагаемых чисел.
Регистр DD5
используется для сохранения результата
сложения.
14. Сумматор с параллельным переносом.
Сумматор – комбинационное логическое устройство, предназначенное для выполнения операции арифметического сложения чисел, представленных в виде двоичных кодов.
В параллельных сумматорах все разряды входных кодов суммируются одновременно.
По способу организации межразрядных переносов параллельные сумматоры, реализующие структурные методы, делят на сумматоры:
с последовательным переносом;
с параллельным переносом;
с групповой структурой;
со специальной организацией цепей переноса.
Параллельный сумматор с последовательным переносом.
Сумматор для параллельных операндов с последовательным переносом строится как цепочка одноразрядных, соединённых последовательно по цепям переноса.
Как и в других схемах с последовательным распространением сигналов от разряда к разряду, время суммирования практически пропорционально разрядности сумматора.
Параллельный сумматор с параллельным переносом.
Сумматоры для параллельных операндов с параллельным переносом разработаны для получения максимального быстродействия.
Сумматоры с параллельным переносом не имеют последовательного распространения переноса вдоль разрядной сетки. Во всех разрядах результаты вырабатываются одновременно, параллельно во времени. Сигналы переноса для данного разряда формируются специальными схемами на входы которых поступают все переменные, необходимые для выработки переноса, т.е. те от которых зависит его наличие или отсутствие.
Ниже приведена структурная схема сумматора с параллельным переносом ( обозначение CR от слова carry (перенос) ).
Структура сумматора с параллельным переносом
Длительность суммирования не зависит от разрядности сумматора. Но фактически это не так, т.к. с ростом разрядности сумматора увеличивается нагрузка элементов схемы, что увеличивает их задержки.
Диапазон разрядностей, в которых проявляются достоинства сумматоров с параллельным переносом невелик. До n=3..4 преимущества имеют более простые схемы сумматоров с параллельным переносом, после n=8 появляются перегруженные элементы и элементы с большим числом входов, что замедляет работу сумматора, требует введения развязывающих элементов с их задержками и т.п.
Сумматоры с групповой структурой.
Идея положенная в основу создания сумматоров с групповой структурой подобна идее, на которой основаны счётчики с комбинированным переносом. Т.е. i-разрядный сумматор разбивают на группы, после этого между группами возможны различные типы переноса. Наибольшее распространение получили сумматоры с цепным переносом и параллельно-параллельные сумматоры.
