Однорозрядні суматори - Суматори. Арифметично-логічні пристрої
Однорозрядним суматором називається логічна схема, яка виконує додавання значень i-х розрядів Xi та Yi двійкових чисел з урахуванням перенесення Zi з молодшого сусіднього розряду та виробляє на виходах функції результат Si і перенесення Pi в старший сусідній розряд. На основі однорозрядних схем додавання на три входи та два виходи будуються багаторозрядні суматори будь-якого типу. Алгоритм роботи однорозрядного суматора відображається таблицею істинності (табл. 10.1).
На основі табл. 10.1 записується система логічних функцій для результату Si та перенесення Pi у ДДНФ:
(1)
(2)
Мінімізація функцій (1) та (2) за допомогою карт Карно показана на рис. 10.1.
Як видно з карт Карно, функція результату Si не мінімізується, а функція Рі мінімізується зі зниженням рангу кон'юнкції та використовує тільки прямі значення змінних:
(3)
Рис. 10.1. Карти Карно для мінімізації функцій: а - Si; б - Рi
При проектуванні комбінаційних однорозрядних суматорів враховують такі чинники:
Схема має характеризуватися регулярністю (подібністю) структури та мінімальною вартістю, тобто мати по можливості найменше число логічних входів всіх елементів;
З метою підвищення швидкодії багаторозрядного суматора потрібен мінімальний час одержання функції перенесення tП=k tР, де k - число послідовно увімкнених елементів від входів до виходів Рi або ; tP - середня затримка розповсюдження сигналу одним логічним елементом в обраній серії інтегральних мікросхем; параметр k часто називають каскадністю (поверховістю) схем. Таким чином, для мінімізації часу одержання перенесення необхідно зменшити каскадність схеми та використати інтегральні мікросхеми з малим часом затримки розповсюдження сигналу;
Для схем однорозрядних суматорів на основі рівнянь (1) і (2) необхідно виробляти як прямі Pi, так й інверсні значення функції перенесення. Така організація перенесень називається парафазною.
Для побудови схеми однорозрядного суматора на універсальних логічних елементах НЕ І рівняння (1) і (2) перетворюються на основі правил подвійної інверсії та де Моргана до такого вигляду:
(4)
Схема однорозрядного суматора, побудована на елементах НЕ І відповідно до рівнянь (4.30), показана на рис. 10.2, а; її вартість, яка вимірюється числом логічних входів всіх елементів, становить 27, каскадність k=3.
Рівняння (1) та (2) можуть бути виражені через функцію "Виключальне ЧИ":
(5)
(6)
Схема однорозрядного суматора на елементах "виключальне ЧИ" згідно з рівняннями (5) і (6) показана на рис. 10.2, б; її вартість становить вісім входів і каскадність k=2.
Рис. 10.2. Схеми однорозрядних суматорів: а - на елементах НЕ І; б - на елементах "виключальне ЧИ"; в - з використанням власного перенесення
Функції однорозрядного суматора - самоподвійні, тобто їхні інверсії утворюються інвертуванням значень аргументів без зміни місцезнаходження знаків диз'юнкції та кон'юнкції, наприклад, для перенесення з рівняння (2):
(7)
Помножуючи ліві та праві частини співвідношення (7) на макстерм (XiUYiUZi), одержують:
(8)
Після підстановки лівої частини співвідношення (10.8) в праву частину виразу (10.1) одержують рівняння для функції Si з використанням власного перенесення:
(9)
Схема однорозрядного суматора відповідно до рівнянь (9) і (3) показана на рис. 10.2, в; її вартість дорівнює 17 входів, каскадність k=2. Важливою властивістю цієї схеми є використання тільки прямих значень вхідних змінних і однофазного ланцюга формування перенесення Pi в старший розряд.
Напівсуматором називається логічна схема, яка виконує додавання значень i-х розрядів Xi і Yi двійкових чисел X і Y та реалізує на виході значення результату Mi і перенесення в старший сусідній розряд Ri:
(10)
Таким чином, напівсуматор виконує лише частину завдання підсумовування в i-му розряді, оскільки не враховує перенесення з сусіднього молодшого розряду. Схема напівсуматора, побудована на основі рівнянь (10.10), показана на рис. 10.3. З рівнянь (10.5) і (10.6) виходить, що схема однорозрядного суматора може бути побудована на основі двох напівсуматорів і додаткового логічного елемента ЧИ, як показано на рис. 10.3, в.
Рис. 10.3. Схеми підсумовування: а, б - напівсуматор і його умовне
Позначення; в, г - однорозрядний суматор і його умовне позначення
Похожие статьи
-
Двійково-десяткові суматори - Суматори. Арифметично-логічні пристрої
Двійково-десяткові суматори використовуються для обробки масивів десяткової інформації за порівняно простими алгоритмами, оскільки при цьому вилучаються...
-
Загальна характеристика суматорів - Суматори. Арифметично-логічні пристрої
Суматором називається функціональний вузол комп'ютера, призначений для додавання двох n-розрядних слів (чисел). Операція віднімання заміняється...
-
Послідовний двійковий багаторозрядний суматор містить: N-розрядні зсуваючі регістри операндів X і Y, регістр результату S, однорозрядний суматор SM і...
-
Мікросхеми ALU - Суматори. Арифметично-логічні пристрої
Суматор арифметичний мікросхема логічний Промисловість випускає мікросхеми із символом функції ALU для виконання 16 арифметичних та 16 порозрядних...
-
Перші програмовані інтегральні мікросхеми можна віднести до програмованих логічних пристроїв (ПЛП). Вони з'явилися в 70-ті роки у вигляді мікросхем ППЗП...
-
Опорно-поворотні пристрої, Висновок - Супутникові системи зв'язку
Для точної орієнтації параболічної антени на ІСЗ в її конструкції необхідно передбачити поворотні механізми, які дозволяють змінювати положення антени по...
-
За умовою вихідних даних курсової роботи зобразимо структурну схему ЦАП на основі матриці типу R-2R. Рисунок 3.1- Cхема ЦАП на основі матриці R-2R...
-
Схеми ПЛМ досить громіздкі, і тому зображати їх бажано з максимально можливим спрощенням. Використовуються зображення, в яких багатовходові елементи І,...
-
За вихідними даними нам потрібно реалізувати: формувач сигналу, що реалізує функцію 4-х вхідних сигналів за ознакою більшості; формувач сигналів Fx та...
-
СХЕМА СРАВНЕНИЯ КОДОВ - Цифровые устройства и микропроцессоры
Два кода X и Y считаются равными, если попарно равны их одноименные разряды. Можно ввести функцию F(X==Y), которая равна 1, если xi=yi для всех i, иначе...
-
СУММАТОРЫ - Цифровые устройства и микропроцессоры
Сумматор осуществляет арифметическое суммирование n-разрядных кодов X=(x(n-1),..,x0) и Y=(y(n- 1),..,y0). Правила сложения двух одноразрядных двоичных...
-
ВИСНОВКИ - Розрахунки та проектування аналогово-цифрових та цифро-аналогових перетворювачів
Під час виконання курсової роботи було проведено ряд розрахункових параметрів які необхідні для проектування схем АЦП і ЦАП. Була визначена частота...
-
Вариант № 6 Необходимо разработать цифровое комбинационное устройство демультиплексор из 1 в 4 в базисе ИЛИ-НЕ, НЕ, логическая функция которого указана...
-
Задача Рассмотрим поведение коэффициента равноправия разделения ПС для протоколов TCP и ARTCP в зависимости от числа соединений. Поведение коэффициента F...
-
Розроблений пристрій призначений для проведення лабораторної роботи з предмету "Цифрова схемотехніка". Він дозволяє дослідити та наочно показати роботу...
-
Цифровые устройства и микропроцессоры
Введение Счетчики выполняют на запоминающих элементах - триггерах. Он фиксирует число импульсов, поступивших на его вход. В интервалах между ними счетчик...
-
Аналітичні методи побудови перехідних характеристик грунтуються на розв'язку диференціального рівняння системи. Для цього може бути використаний як...
-
Заключение - Конструирование СВТ
В данном курсовом проекте было разработано арифметическое устройство для выполнения сложения и вычитания десятичных чисел. На вход схемы подаются два...
-
Схемы применения цифро-аналоговых преобразователей относятся не только к области преобразования код - аналог. Пользуясь их свойствами можно определять...
-
Мета роботи: дослідження впливу зміни технічного стану окремих вузлів на поведінку діагностичних параметрів ГТД та набуття досвіду роботи з ЕОМ у...
-
ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА (ПАМЯТЬ) - Цифровые устройства и микропроцессоры
Для хранения информации в микропроцессорных системах используются запоминающие устройства на основе полупроводниковых материалов, а также магнитные и...
-
ПРИМЕНЕНИЕ СЧЕТЧИКОВ В ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ - Цифровые устройства и микропроцессоры
На рисунке внизу последовательно включены 6 счетчиков с модулем 10 (двоично - десятичные). Информационные выходы Qi каждого каскада через преобразователь...
-
РЕВЕРСИВНЫЙ РЕГИСТР СДВИГА - Цифровые устройства и микропроцессоры
Название указывает, что сдвиг данных от разряда к разряду может производиться, как в одну сторону, так и в другую. Одна из возможных схем трехразрядного...
-
Введение - Преобразователи кода
Цифровые устройства в настоящее время широко используются во всех отраслях: связь, телевидение, управление промышленным и бытовым оборудованием,...
-
Радиорелейный диапазон тракт абонент На рис. 3 показана структурная схема оконечной станции ЦРРЛ. На оконечной станции линейный цифровой сигнал ЛЦС в...
-
В основе развития этого класса методов лежит утверждение, что анализ речи, основанный на модели слуха человека, будет более успешным, чем анализ,...
-
Определение годового объема работ в СЦ - Проект реконструкции сервисного центра ООО "Авторесурс"
Часть владельцев автомобилей выполняют ТО и ТР собственными силами или с привлечением других лиц и т. д., т. е. не все автомобили, которым необходимо ТО...
-
Схема трансивера с указанием основных соединений представлена на рисунке 5.1. Рисунок 5.1 Рассмотрим более подробно каждый блок в отдельности: Фильтр...
-
Так як ми вже визначились зі структурною схемою приладу, то потрібно розробити електричну принципову. Спочатку визначимось з усіма складовими окремо. В...
-
На исследуемом перекрестке имеется четыре регулируемых пешеходных перехода с каждого входа. Масштабный план перекрестка ул. Кирова - проспект Победы...
-
Была изучена работа перекрестка проспект Победы - улица Кирова г. Гомеля, а также приведена дислокация ТСОДД на данном перекрестке. Приведены результаты...
-
Швидке перетворення Фур'є - Розробка процесора ШПФ
Вихідними даними для ШПФ є елементи обмеженої послідовності x(n), де n=0,1,.. N-1. Відповідно дискретне перетворення Фур'є має вид: (1) (2) Де -...
-
АЦП и ЦАП - Современные звуковые карты. Методы позиционирования и сжатия звука
Аналогово-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи. Первый преобразует аналоговый сигнал в цифровое значение амплитуды, второй выполняет обратное...
-
Уменьшение потерь в стабилизаторах - Интегральный линейный стабилизатор напряжения
Требуемое для нормальной работы интегрального стабилизатора на рис. 2 минимальное падение напряжения на нем составляет около 3 вольт. Для схем,...
-
Аттенюаторы и интеграторы на ЦАП - Цифро-аналоговый преобразователь с параллельным интерфейсом
Аттенюаторы, т. е. регуляторы уровня сигнала, с цифровым управлением гораздо более надежны и долговечны, чем традиционные аттенюаторы на основе...
-
Общая схема модельного эксперимента Проведенный в рамках диссертации модельный эксперимент ставил задачей определение эффективности работы сети с...
-
Рисунок 3.1 - Структурна схема системи автоматичного регулювання температури в печі Для знаходження передаточних функцій системи за каналами задаючої і...
-
Основные научные результаты диссертации состоят в следующем: Разработан протокол ARTCP, использующий темпоральные показатели потока в качестве входного...
-
Последовательный ЦАП на переключаемых конденсаторах - цифро-аналоговые преобразователи
Рассмотренная выше схема ЦАП с ШИМ вначале преобразует цифровой код во временной интервал, который формируется с помощью двоичного счетчика квант за...
-
Аналоговые мультиплексоры - Аналоговые коммутаторы
Хорошим приложением ключей на полевых транзисторах являются мультиплексоры - схемы, которые позволяют выбрать один из нескольких входов по указанию...
Однорозрядні суматори - Суматори. Арифметично-логічні пристрої