Сложение и вычитание - это фундаментальные операции в цифровой системе. система контроля & цифровая обработка сигналов . На эти системы влияют сумматоры и вычитатели, обеспечивая точные и быстрые операции. Сумматоры и вычитатели играют важную роль в цифровых системах из-за их широкого использования в других цифровых операциях, таких как умножение, вычитание и деление. Следовательно, повышение их производительности будет способствовать выполнению двоичных операций в схеме. Характеристики цифровой схемы можно оценить, оценив ее рабочую скорость, площадь компоновки и рассеиваемую мощность. В этой статье обсуждается обзор параллельного сумматора и параллельного вычитателя.
Что такое параллельный сумматор и параллельный вычитатель?
Параллельно сумматор и параллельный вычитатель в основном обсуждают его определения, работу, преимущества и недостатки.
Что такое параллельный сумматор?
Цифровая схема, которая используется для сложения двух двоичных чисел и переноса i / p, где длина одного бита больше, чем длина другого бита, и работает параллельно с эквивалентными парами битов. Расположение параллельного сумматора может быть выполнено путем размещения полных сумматоров (FA) в цепной модели, в которой переносится от каждого полный сумматор (FA1) может быть связан с i / p переноса следующего полного сумматора (FA2) в цепочке. Схема параллельного сумматора представлена ниже.
параллельный сумматор
Работа n-битного параллельного сумматора может выполняться с помощью n-полных сумматоров. Точно так же для 2-битного параллельного сумматора требуются два сумматора. Как правило, эти сумматоры включают логику нести смотреть вперед чтобы убедиться, что распространение переноса между добавлением следующего этапа не ограничивает скорость добавления.
Работа параллельного сумматора
Схема параллельного сумматора показана выше. В этом первом полном сумматоре, таком как FA1, сумма, такая как «S1», может быть сгенерирована путем сложения A1 и B1 с переносом «C1». Перенос «C2» связан со вторым сумматором в цепочке.
После этого второй полный сумматор, такой как FA2, использует бит переноса «C2» для вставки входных битов A2 и B2, чтобы произвести перенос суммы S2 и C3. Точно так же этот процесс продолжается для оставшихся полных сумматоров до тех пор, пока n-й полный сумматор не использует бит переноса Cn для вставки своих входов, таких как An & Bn, чтобы произвести последний бит o / p с Cout (последний бит переноса).
Что такое параллельный вычитатель?
Цифровая схема, которая используется для вычисления арифметической разницы между двумя двоичными парами битов, известна как параллельный вычитатель. Здесь в двоичных битах длина одного бита больше, чем других битов. Проектирование этого вычитателя может быть выполнено разными способами, например, комбинацией всех полных вычитателей или половинных и полных вычитателей или всех FA с i / p вычитаемого дополнения. Схема параллельного вычитателя показана ниже.
параллельный вычитатель
В n-битном параллельном вычитателе желаемое значение o / p может быть достигнуто путем каскадного соединения n полных вычитателей. Подключение аналогично 4-битному параллельному сумматору. Вычитание этого может быть выполнено от каждого бита до его параллельного бита. Если заимствование генерируется, оно распространяется во время каскада полный вычитатель .
Работа параллельного вычитателя
Как показано на приведенной выше схеме параллельного вычитателя, вычитатель может быть скомпонован с комбинацией всех FA с вычитаемым дополнением i / p.
Процедура вычитания может быть проделана путем добавления minuend к вычитаемому дополнению 2. Так что можно сделать параллельное вычитание.
Дополнение числа до двух может быть выполнено путем преобразования двоичного числа в дополнение до единицы. Здесь дополнение до единицы означает отрицание двоичного числа. Здесь, добавляя 1 к младшему разряду дополнения до 1, можно получить дополнение до 2.
Используя логические ворота , дополнение 1 к «B» может быть достигнуто через логический вентиль НЕ, а «1» добавляется на протяжении всего переноса, чтобы получить 2-дополнение к «B». Далее, это добавляется к «А» для выполнения арифметического вычитания.
Эта процедура будет продолжаться до последнего полного сумматора, такого как 'FAn', и он использует бит переноса 'Cn' для включения с его i / p 'An', а также двойное дополнение 'Bn' для получения последнего бита o / p с окончательный бит переноса 'Cout'.
Преимущества
В преимущества параллельного сумматора и вычитателя включая следующее.
- Этот сумматор или вычитатель работает быстрее, чем последовательный сумматор или вычитатель.
- Требуемое время для сложения не зависит от разряда битов.
- Все биты в нем добавляются или вычитаются за раз, поэтому o / p будет в параллельной форме.
- Это не дорого.
- Они быстрее по сравнению с серийными аналогами.
Недостатки параллельного сумматора / параллельного вычитателя
В Недостатки параллельного сумматора и вычитателя включая следующее.
- В цепном процессе каждый полный сумматор должен ждать переноса предыдущего сумматора.
- Каждый сумматор / вычитатель в цепочке мгновенно получает входные данные в свои порты. Но порты, такие как перенос или заимствование, не получают свои i / ps, пока предыдущий сумматор / вычитатель не завершит свой процесс.
- Таким образом, задержка будет иметь место, поэтому она складывается, как только нет. FAs или полных вычитателей увеличивается.
- Он не включает ранее перенесенные в процесс добавления.
- Поэтому он не подходит для каскадирования, используемого при многобитном сложении.
- Как только ТВС используются в цепной структуре, мощность выходного привода может быть снижена.
FAQs
1). Что такое сумматор?
Цифровая схема, которая используется для сложения чисел.
2). Что такое вычитатель?
Электронная логическая схема, используемая для вычисления различий между двумя двоичными числами.
3). Какие бывают типы сумматоров?
Это полусумматоры, полные сумматоры и многобитовые сумматоры.
4). Что такое многобитовые сумматоры?
Это последовательные и параллельные сумматоры.
Таким образом, речь идет об обзоре параллельного сумматор и вычитатель , а также их достоинства и недостатки. Сумматоры, а также вычитатели широко используются в арифметическом логическом блоке компьютера для вычисления сложения, а также в ЦП и ГП для графических приложений, чтобы уменьшить сложность схемы. Вот вам вопрос, в чем разница между сумматором и вычитателем?
