Многоразрядные двоичные сумматоры.
В зависимости от способа ввода кодов слагаемых сумматоры делятся на два типа: последовательного и параллельного действия. В сумматоры первого типа коды чисел вводятся в последовательной форме, т.е. разряд за разрядом (младшим разрядом вперёд), в сумматоры второго типа каждое слагаемое подаётся в параллельной форме, т.е. одновременно всеми разрядами.
последовательного действия параллельного действия
Повышение быстродействия параллельных сумматоров.
Для обеспечения высокого быстродействия параллельные сумматоры должны строиться на элементах, также имеющих высокое быстродействие. Трудности в достижении высокого быстродействия сумматора, связаны с тем, что процесс распространения переносов в нём носит последовательный характер. Импульс переноса в каждом разряде формируется после того, как будет сформирован и передан импульс переноса из предыдущего разряда. В наиболее неблагоприятном случае возникший в младшем разряде перенос может последовательно вызывать переносы во всех остальных разрядах. При этом время передачи переносов τ = nτ¹, где τ¹ - задержка распространения переноса в одном разряде.
Уменьшение τ достигается следующими приёмами:
При построении схем одноразрядных сумматоров стремятся к уменьшению числа элементов в цепи между входом, на который поступает импульс переноса и выходом, на котором формируется передаваемый в следующий разряд импульс переноса.
В цепях от импульса переноса на входе к импульсу переноса на выходе применяют элементы с повышенным быстродействием.
Схемы сумматора следует строить таким образом, чтобы сигналы с выхода каждого логического элемента поступали на возможно меньшее число других логических элементов, так как присоединение каждого дополнительного элемента к той или иной точке цепи переносов, как правило, приводит к увеличению паразитной ёмкости и длительности фронтов сигналов и, следовательно, к увеличению задержки распространения сигнала и снижению быстродействия сумматора.
Применяют устройство формирования переносов в параллельной форме. В показанном на рис. 2 сумматоре с помощью устройства, называемого блоком ускоренного переноса, производится формирование переносов в параллельной форме, т.е. одновременно для всех разрядов. Переносы з этого блока поступают одновременно во все разряды сумматора одновременно.
рис. 2
Десятичные сумматоры.
Для построения многоразрядных двоичных сумматоров, как было показано выше, необходимы одноразрядные двоичные сумматоры. Аналогично многоразрядные десятичные сумматоры строятся с использованием одноразрядных десятичных сумматоров. Последние выполняют операцию суммирования десятичных цифр и переноса, поступающих в разряд, и формируют на выходах десятичную цифру суммы и перенос для передачи в следующий десятичный разряд.
При использовании десятичной системы счисления цифры разрядов десятичного числа представляются в двоичной форме. В связи с этим одна из особенностей одноразрядных десятичных сумматоров связана с тем, что суммируемые десятичные цифры представляются многоразрядными двоичными числами.
Построение одноразрядного сумматора десятичных цифр, представляемых в коде 8421:
