Сумматор с последовательным переносом

12)сумматор с последовательным переносом

Многоразрядный сумматор с последовательным переносом. Таким образом, в общем случае для каждого разряда необходима логическая схема с тремя входами ai, bi, Ci и двумя выходами Si, Ci+1. Такая схема и есть полный сумматор. Ее можно реализовать с помощью двух полусумматоров.

Входы	Промежуточные величины	Выходы
ai	bi	сi	Pi	gi	ri	Si	Ci+1
0	0	0	0	0	0	0	0
0	1	0	1	0	0	1	0
1	0	0	1	0	0	1	0
1	1	0	0	1	0	0	1
0	0	1	0	0	0	1	0
0	1	1	1	0	1	0	1
1	0	1	1	0	1	0	1
1	1	1	0	1	0	1	1

Для сложения двух многоразрядных двоичных чисел на каждый разряд необходим один полный сумматор. Только в младшем разряде можно обойтись полусумматором. На рис. 2.23 приведена схема, предназначенная для сложения двух четырехразрядных чисел А и В. Эта схема выпускается в интегральном исполнении. В ее младшем разряде также используется полный сумматор, чтобы иметь возможность наращивания разрядности схемы.

Рис. 2.23. Сумматор с последовательным переносом

Параллельный сумматор с последовательным переносом (ИЗ УГРЮМОВА!!!)

Сумматор для параллельных операндов с последовательным переносом строится как цепочка одноразрядных, соединенных последовательно по цепям переноса. Для схемы с одноразрядными сумматорами, вырабатывающими инверсии суммы и переноса, такая цепочка имеет вид, приведенный на рис., поскольку функции суммы и переноса самодвойственны. Там, где в разряд сумматора должны подаваться инверсные аргументы, в их линиях имеются инверторы, а там, где вырабатывается инверсная сумма, инвертор включен в выходную цепь. Важно, что инверторы не входят в цепь передачи переноса — они при этом не замедляют работу сумматора в целом. Длительность суммирования для этой схемы в наихудшем случае распространения переноса по всей цепочке разрядов составит

tsm = tac + (n - 2)tcc + tcs,

где n — разрядность сумматора.

Как и в других схемах с последовательным распространением сигналов от разряда к разряду, здесь время суммирования практически пропорционально разрядности сумматора.

Рис. 2.27. Схема сумматора с последовательным переносом

Если поменять схему одноразрядного сумматора можно добиться результатов:

tsm = (n + l) tlr;

или

tsm= n tlr

где tlr — задержка элемента И-ИЛИ-НЕ, обозначенная индексом ЛР, поскольку именно эти буквы входят в маркировку элементов данного типа.

15)сумматор групповой структуры

В сумматорах групповой структуры схема с разрядностью n делится на l групп по m разрядов (n = lm). В группах и между ними возможны различные виды переносов, что порождает множество вариантов групповых сумматоров.

Групповой сумматор с цепным переносом при l группах имеет l-1 блок переноса. Блоки переноса включены последовательно и образуют тракт передачи переноса. Слагаемые разбиты на m-разрядные поля, суммируемые в группах. Результат также составляется из m-разрядных полей.

Блоки переноса БПi (i = 1...) анализируют слагаемые в пределах группы, и если из группы должен быть перенос, то он появляется на выходе блока для подачи на вход следующей группы и в цепочку распространения переноса от младших групп к старшим.

Переносы определяются формулами, полученными для сумматоров с параллельным переносом (но тут все БП одинаковые поэтому реализация механизма существенно проще):

Максимальная длительность суммирования для варианта с цепным переносом

tsm = (l - l) tбп + tгр.

Функции прозрачности разрядов, необходимые для блоков переносов, вырабатываются либо в этих блоках, либо уже имеются в группах, если в них организован параллельный перенос, и могут поступать из групп (штриховые линии на рис). Имея в виду реализацию блоков переноса и групп, показанную выше для базиса И-НЕ, формулу для времени суммирования можно представить в виде:

tsm = th + (l - 1)2tла + (4..5) tла = (2l - 1) tла + (4..5) tла.

Для сумматора 16-разрядных слов, в частности, при его разбиении на 4 группы получим

tsm = (11..12) tла.

Так же в сумматоры групповой структуры входят сумматоры с параллельными межгрупповыми переносами и сумматоры с условным переносом. (сл. вопросы)