Dodawanie i odejmowanie to podstawowe operacje w systemie cyfrowym, System sterowania & przetwarzanie sygnału cyfrowego . Na systemy te wpływają sumatory i odejmowanie, zapewniając dokładne i szybkie operacje. Sumatory i odejmowanie odgrywają istotną rolę w systemach cyfrowych ze względu na ich szerokie zastosowanie w innych operacjach cyfrowych, takich jak mnożenie, odejmowanie i dzielenie. Dlatego poprawa ich wydajności spowoduje postęp w wykonywaniu operacji binarnych w obwodzie. Wydajność obwodu cyfrowego można oszacować, oceniając jego prędkość roboczą, obszar układu i straty mocy. W tym artykule omówiono omówienie sumatora równoległego i odejmowania równoległego.
Co to jest sumator równoległy i odejmowanie równoległe?
Równoległość sumator a odejmowanie równoległe omawia głównie jego definicje, działanie, zalety i wady.
Co to jest dodatek równoległy?
Obwód cyfrowy używany do dodawania dwóch liczb binarnych i przenoszenia i / p, w którym długość jednego bitu jest większa niż drugiego i działa równolegle z równoważnymi parami bitów. Układ sumatorów równoległych można wykonać, układając pełne sumatory (FA) w modelu łańcucha, w którym przeniesienie o / p z każdego pełny dodatek (FA1) można połączyć z przeniesieniem i / p następnego pełnego sumatora (FA2) w łańcuchu. Schemat sumatora równoległego pokazano poniżej.
sumator równoległy
Działanie n-bitowego sumatora równoległego można wykonać za pomocą n-pełnych sumatorów. Podobnie w przypadku 2-bitowego sumatora równoległego wymagane są dwa dodatki. Ogólnie rzecz biorąc, te dodatki zawierają logikę patrz dalej aby upewnić się, że propagacja przenoszenia między dodawaniem w następnym etapie nie ogranicza szybkości dodawania.
Działanie równoległego sumatora
Schemat równoległego sumatora pokazano powyżej. W tym pierwszym pełnym sumatorze, takim jak FA1, sumę taką jak „S1” można wygenerować przez dodanie A1 i B1 z przeniesieniem „C1”. Przeniesienie „C2” jest połączone z drugim sumatorem w łańcuchu.
Następnie drugi pełny sumator, taki jak FA2, używa bitu przenoszenia „C2”, aby wstawić bity wejściowe A2 i B2, aby uzyskać sumę przeniesień S2 i C3. Podobnie, ten proces jest kontynuowany dla pozostałych pełnych sumatorów, aż n-ty pełny sumator użyje bitu przeniesienia Cn do wstawienia swoich danych wejściowych, takich jak An & Bn, aby utworzyć ostatni bit o / p z Cout (ostatni bit przeniesienia).
Co to jest odejmowanie równoległe?
Obwód cyfrowy używany do obliczania różnicy arytmetycznej między dwiema binarnymi parami bitów jest nazywany odejmowaniem równoległym. Tutaj w bitach binarnych długość jednego bitu jest większa niż innych bitów. Projektowanie tego odejmowania można wykonać na różne sposoby, na przykład przez połączenie wszystkich pełnych odejmowania lub połowy i pełnego odejmowania lub wszystkich FA z i / p uzupełnienia odejmowanego. Schemat odejmowania równoległego pokazano poniżej.
odejmowanie równoległe
W n-bitowym odejmowaniu równoległym, pożądane o / p można osiągnąć przez kaskadowanie n pełnych odejmowania. Połączenie tego jest podobne do 4-bitowego równoległego sumatora. Można to odjąć od każdego bitu do jego równoległego bitu. Jeśli pożyczka jest generowana, to propaguje się w kaskadzie pełny odejmowanie .
Działanie odejmowania równoległego
Jak pokazano na powyższym diagramie odejmowania równoległego, odejmowanie można ustawić za pomocą kombinacji wszystkich FA z dopełnieniem odejmowania i / p.
Procedura odejmowania może być wykonana przez rozważenie dodania odjemnej do dopełnienia do odjemnika 2. Aby można było wykonać równoległe odejmowanie.
Uzupełnienie liczby do dwóch można wykonać, zamieniając liczbę binarną na uzupełnienie do 1. Dopełnieniem do 1 jest zanegowanie liczby binarnej. Tutaj, dodając 1 do bitu LSB uzupełnienia 1, można uzyskać dopełnienie do 2.
Używając bramki logiczne , uzupełnienie „B” do 1 można uzyskać przez bramkę logiczną NOT, a „1” jest dodawane w trakcie przenoszenia, aby uzyskać uzupełnienie „B” do 2. Ponadto dodaje się to do „A”, aby wykonać odejmowanie arytmetyczne.
Ta procedura będzie kontynuowana aż do ostatniego pełnego sumatora, takiego jak „FAn” i wykorzystuje bit przenoszenia „Cn”, aby dołączyć do jego i / p „An”, a także uzupełnienie 2 do „Bn”, aby utworzyć końcowy bit o / p z ostatni bit do przenoszenia „Cout”.
Zalety
Plik zalety równoległego sumatora i odejmowania obejmują następujące elementy.
- Działanie tego sumatora lub odejmowania jest szybsze w porównaniu do sumatora lub odejmowania szeregowego.
- Wymagany czas na dodanie nie zależy od liczby bitów.
- Wszystkie bity w tym są dodawane lub odejmowane naraz, więc o / p będzie w postaci równoległej.
- To nie jest drogie.
- Są szybsze w porównaniu z odpowiednikami seryjnymi.
Wady równoległego sumatora / równoległego odejmowania
Plik wady równoległego sumatora i odejmowania obejmują następujące elementy.
- W procesie łańcuchowym każdy pełny sumator musi czekać na przeniesienie poprzedniego sumatora.
- Każdy sumator / odejmator w procesie łańcuchowym natychmiast otrzyma dane wejściowe do swoich portów. Ale porty takie jak przeniesienie lub pożyczenie nie uzyskują swojego i / ps, dopóki poprzedni moduł dodający / odejmujący nie zakończy swojego procesu.
- Tak więc wystąpi opóźnienie, więc sumuje się, gdy nie. zwiększa się FA lub pełne odejmowanie.
- Nie obejmuje wcześniejszego przenoszenia w procesie dodawania.
- Dlatego nie nadaje się do kaskadowania używanego w dodawaniu wielobitowym.
- Gdy FA zostaną użyte w układzie łańcuchowym, wówczas zdolność napędu wyjściowego może zostać zmniejszona.
FAQs
1). Co to jest dodatek?
Układ cyfrowy służący do dodawania liczb
2). Co to jest odejmowanie?
Elektroniczny obwód logiczny służący do obliczania niepodobieństwa między dwiema liczbami binarnymi.
3). Jakie są rodzaje dodatków?
Są to pół sumatory, pełne sumatory i sumatory wielobitowe.
4). Co to są sumatory wielobitowe?
Są to sumatory szeregowe i sumatory równoległe.
A zatem chodzi o przegląd podobieństwa sumator i odejmowanie oraz ich zalety i wady. Sumatory, jak również odejmowanie, są szeroko stosowane w jednostkach arytmetycznej logiki komputera do obliczania sumy oraz w CPU i GPU w zastosowaniach graficznych w celu zmniejszenia złożoności obwodu. Oto pytanie do ciebie, jaka jest różnica między sumatorem a odejmowaniem?
