§ 3.3 Сумматор с двухколейным переносом.

Из выражений А можно получить следующие значения суммы и переноса:

или

Особенности:

перенос осуществляется парафазным кодом по двум трактам: CR и – это позволяет при построении многоразрядного сумматора выбратьCR или для получения суммы всегда одной фазности.

§ 3.4 Сумматоры с параллельным переносом.

Сумматоры с параллельным переносом не имеют последовательного тракта соединений от разряда к разряду. Во всех разрядах перенос формируется отдельно, специальными схемами, на входы которых одновременно поступают все переменные, участвующие в формировании переноса.

Задача: построить эту специальную схему.

Введем две вспомогательные функции:

_i =– функция генерации, которая принимает единичное значение, если перенос на выходе данного разряда появляется независимо от наличия или отсутствия входного переноса.

_i =– функция прозрачности (функция транзита), которая принимает единичное значение, если перенос на выходе данного разряда появляется только при наличии входного переноса. Но, поскольку, приa_i=b_i=1, перенос формируется при _i =1, то функцию транзита можно представить в таком виде: _i = a_i  b_i.

Теперь выражение для сигнала переноса можно представить в следующем виде: _i 

На основе этого равенства запишем сигнал переноса для нулевого, первого, второго разрядов:

0:

1: (подстав.СR₀)=

2: (подстав.СR₁)=

Полученные функции могут быть реализованы в базисе И-ИЛИ или в базисе И-НЕ. Для базиса И-НЕ функции переноса можно привести к следующему виду:

используем равенство _i =:

CR₂ = ...

На основе этих уравнений можно построить специальную схему для сумматора с параллельным переносом:

Из схемы видно, что время задержки суммирования складывается из времени формированияβ () и времени формирования CR (2), а также времени задержки одноразрядного сумматора (обычно 45 ). Задержка в таком сумматоре составляет 78  и не зависит от числа разрядов. Но фактически это не так! Поскольку с ростом числа разрядов увеличивается нагрузка на элементы (например, на элемент, формирующий β₀ подключены два элемента, на элемент, формирующий β₁ – три элемента и т.д.). Это приводит к росту задержки и, начиная с определенного количества разрядов, сумматор с параллельным переносом теряет свои преимущества по быстродействию.

Практически используют сумматоры так: до 4-х разрядов – последовательный перенос, а до 8 разрядов – параллельный. При бόльшей разрядности применяется групповая структура (параллельно-последовательный перенос).

Глава 4. Алу

Внешние связи АЛУ (арифметико-логическое устройство):

АЛУ называют функционально законченный узел, предназначенный для выполнения арифметических и логических операций по обработке информации.

Главными операциями, выполняемыми в АЛУ являются:

• арифметические (в основном сложение) – до 50%

• умножение – до 45%

• 16 логических операций – 5%

Поэтому, основной характеристикой ЭВМ является число операций в единицу времени.

– Сумматор: имеет две группы входов: вход 1 и вход 2, входы данных или операндов и две группы выходов: выход 1 – выход результата, выход 2 – выход осведомительной информации или выход признаков результата (переполнение разрядной сетки, знак результата и т.д.);

– RG1 и RG2: называются регистрами операндов (буферные регистры);

– RG признаков: регистр признаков;

– RG СМ: регистр сумматора или аккумулятор.

В состав АЛУ помимо указанных блоков также входит и блок логических операций, выполняющий 16 логических операций (на рисунке не показан).

Операции с плавающей точкой – АЛУ2 (блок для работы над порядком).