Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет “Львівська політехніка”
Кафедра АСУ
Лабораторна робота №3
“Суматори”
Мета роботи – вивчення принципів побудови комбінаційних суматорів та дослідження їх роботи.
Загальні положення.
Комбінаційні суматори.
Функціональні вузли, що здійснюють арифметичне підсумовання (додавання) чисел називаються суматорами. Уцифровій техніці додаваня виконується в основному над двійковими числами (кодами). Додавання багаторозрядного слова за допомогою суматора здійснюється порозрядно з урахуванням переносу в сусідній старший розряд. Тому при побудові багаторозрядного суматора необхідно врахувати не лише появу переносу в деякому розряді, але й можливість одержання переносу від сусіднього молодшлгл розряду. Особливістю комбінаційних суматорів є відсутність пристроїв запам’ятовування і тому результат на виході комбінаційних суматорах зникає зразу після припинення дії вхідних сигналів.
Для додавання двійкових чисел можуть застосовуватися як одно-, так і багаторозрядні суматори, сама процедура додавання може здійснюватися або послідовно, починаючи з молодшлгл розряду, або паралельно, коли всі розряди чисел додаються одночасно. Важливою ознакою паралельного суматора є спосію організації переносу при додаванні. Розрізняють суматори з послідовним, паралельним та груповим переносом.
Однорозрядний суматор складається з напівсуматорів.
Напівсуматор.
Напівсуматор – це пристрій, що має два входи (для доданків а і б) і два виходи (суми і
переносу Р), який призначений для додавання за правилами, що наведені в таблиці (1).
З даної таблиці видно, що напівсуматор виконує додавання двох однорозрядних двійкових чисел з формуванням суми і переносу в наступний старший розряд. Формування суми і переносу в напівсуматорі відбувається згідно з виразами:
Рис.2 Структурна схема напівсуматора
Відповідно до наведених виразів сируктура напівсуматора містить два логічні елементи і зображена на рис.2
Повний суматор (рис.3) реалізує додавання двох однорозрядних двійкових чисел з врахуванням переносу з молодшого розряду. Тому він має три входи і два виходи. Логіка роботи повного суматора наведенр в таблиці 2.
Згідно з таблицею 2, робота повного суматора двійкових чисел описується такими логічними виразами:
(1)
(2)
За виразами (1) і (2) можна побудувати повний суматор, структура якого зображена на рис.4
Рис. 4 Структурна схема повного суматора
Паралельні суматори.
Паралельний суматор з послідовним переносом. Він додає два багаторозрядні числа одночасно з послідовною передачею переносу, як це показано на рис.5
На вході переносу молодшого розряду Ро установлюють низький потенціал (Ро=0), бо до нього не поступає перенос. У процесі послідовного проходження переносу в кожному розряді суматора встановлюється кінцеве значення суми. Час спрацювання такого суматора рівний t=nхtсм1, tсм1 – це час спрацювання однорозрядного суматора.
Паралельний суматор з паралельним переносом. Застосовується для зменшення часу додавання. В них вхідний перенос вибирається незалежно від переносу сусіднього розряду. Принцип прискореного переносу полягає в тому, що для кожного двійкового і-того розряду додатково утворюються два сигнали: генерації переносу і поширення переносу. Процес формування прискореного переносу у паралельному суматорі описується виразом:
Pі+1=GіVhіPі (2)
Звідси очевидно, що біт переносу в довільному розряді суматора принципово може бути сформованим відразу, як тільки визначиться біт переносу в молодшому розряді.
Паралельний суматор з груповим переносом. Він складається з n-розрядного суматора, що має k груп, в межах кожної з яких формування переносу здійснюється одночасно, без затримки від розряду до розряду. Вхід переносу від молодшої групи є одним з доданків для формування переносу в чергові старші групи. Порівняно з суматором з паралельним переносом у чистому виді у суматора з груповим переносом досягається більша швидкодія за рахунок паралельного переносу між групами у поєднанні з паралельним переносом всередині групи. Це найбільш швидкодіючі суматори у діапозоні розрядності n=24-64.
Чотирьохрозрядний паралельний суматор (К155ИМ3).
Мікросхема (К155ИМ3) є чотирьохрозрядний паралельний суматор, що складається з генератора розрядів суми і схеми прискореного переносу (рис.6) Умовне позначення мікросхеми (К155ИМ3) і її цокольовка показана на рис.7 Суматор працює зі словами як додатньої (високий рівень – одиниця), так і від’ємної (низький рівень – одиниця) логіки.
Приклади додавання чисел мікросхемою показані в таблиці 3.
Табл. 3.
Дані на вході
Сn
A0
A1
A2
A3
B0
B1
B2
B3
Елект.рівень
H
H
B
H
B
B
H
H
B
B
B
H
H
B
Активний рівень В
0
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
0
0
1
Активний рівень Н
1
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
1
0
Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, увійдіть
або зареєструйтесь.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!