Анализ и синтез на логически схеми
Изтегляне 1.14 Mb.
|
Свързани:
an-architectural-reassessment-of-a-villa-rustica-near-serdica, New Microsoft PowerPoint Presentation, кр цсх
| 6. Суматори.
Събирането е основна аритметична операция, изпълнявана над числата. Интерпретирайки отделните битове на двоичните числа като логически променливи, могат да се конструират логически схеми за изпълнение на тази операция. Суматорите биват натрупващи (с памет) и от комбинационен тип. Суматор за две n-разрядни двоични числа може да се създаде във вид на комбинационна логическа схема с 2n входа и n+1 изхода (фиг.5.15.). Най-очевидният подход за създаване на такъв суматор се състои в реализиране на минимален набор от двунивови логически схеми за n+1 изхода. Схемата, получена по този начин, се нарича паралелен суматор. Паралелните суматори дават най-бърза реализация на събирането, тъй като имат само две нива. Но сложността на двунивовите схеми за паралелно събиране бързо нараства с увеличаването на разрядността на числата и се оказва неприемлива дори за напълно реални значения на n. Например за събирането на две 4-разрядни числа (n=4) всяка от изходните функции зависи от 8 логически променливи. Събирането на числата се извършва последователно разряд след разряд, започвайки от най-младшите и отчитайки възникналия пренос към по-старшите разряди (това важи само за позиционните бройни системи). Означаваме двете n-разрядни двоични числа, които участват в операцията, като A=an-1an-2...a1a0 и B=bn-1bn-2...b1b0. Информацията за преноса в i-тия разряд се представя във вид на бит за пренос Ci , равен на 1, ако има пренос от събирането на (i-1)-те разряди и 0 в противен случай.Тогава операцията, която трябва да се извърши за всеки разряд i се заключава в събирането на т рите бита ai, bi и ci, като в резултат се получава i-тият разряд на сумата Si и пренос към следващия разряд Ci+1. Фактически Ci+1 и Si представляват съответно старшият и младшият разряди в двуразрядната сума на битовете ai, bi и ci, както е показано в таблицата. Функционалната схема на еднобитовия суматор има вида, показан на фиг.5.16. Суматор от този тип се нарича пълен, тъй като се събират съответните битове на двете събираеми и преносът в i-тия разряд. От таблицата на истинност могат да бъдат записани логическите изрази за Si и ci+1. Схемата на еднобитовия пълен суматор може да бъде реализирана на базата на получените логически изрази. Двата варианта на реализация са показани на фиг.5.17. Използвайки схемата на 1-битовия пълен суматор, може да се построи схема за събиране на n-разрядни числа, каскадно (последователно) съединявайки n пълни суматора (фиг.5.18.). Разрядите на двете събираеми се подават на входовете ai и bi, а резултатът се получава на изходите Si. Последният пренос Cn е старшият разряд нa n+1-разрядната сума. Входът за пренос в младшия разряд C0 се явява още един вход за цялата схема. Той позволява да се зададе начално значение на преноса, което е удобно за събиране с многократна точност. Суматорите, изградени по тази схема, се наричат суматори с последователен пренос. Всеки пълен суматор във веригата за разпространение на преносите внася задръжка от две логически нива. Затова крайният пренос Cn, зависещ от най-младшите разряди a0, b0 и c0, преминава през 2n логически нива. Така суматорът с последователен пренос работи n пъти по-бавно от суматора с паралелен пренос, в който има само две нива. Пример: Да се синтезира 8-битов пълен суматор на базата на интегрална схема 7482 (двуразряден пълен суматор). Очевидно за реализация на схемата ще бъдат необходими 4 интегрални схеми, всяка от които ще събира по два разряда от двете събираеми. Преносите ще се предават последователно. Схемата е показана на фиг.5.19. По-подробна информация за суматорите може да се получи от литература [15]. Изтегляне 1.14 Mb. Сподели с приятели:
|