У цій роботі представлені теоретичні відомості про суматорах і їх класифікації. Детально розібрано послідовний суматор і принцип його роботи.
Короткі теоретичні відомості.
Суматор - це електронний вузол, призначений для виконання мікрооперації арифметичного додавання (підсумовування) двох чисел (слів). При складанні двох чисел, представлених у вигляді двійкових кодів A (a0. A1, ... an) і B (b0. B1, ... bn) утворюється сума S (s0. S1, ... sn). Значення i-x розрядів утворюється відповідно до правила:
де: Si - сума в i # 8209; м розряді, pi-1 - перенесення з сусіднього молодшого розряду, q - основа системи числення.
Одна з важливих характеристик суматора - розрядність. Розряди підрозділяються на знакові і цифрові. Знакові розряди містять знак числа, цифрові містять число, над яким виконується операція додавання.
Існують три основних коду представлення чисел: прямий, зворотний і додаткові. При перекладі з одного коду в інший змінюються лише цифрові розряди. Знакові розряди залишаються постійними в будь-якому коді.
Суматор виконує складання чисел в зворотному коді. У разі, якщо після складання знакові розряди відрізняються, фіксується переповнення. В процесі схемотехнічного проектування сумматора були враховані такі особливості пристроїв послідовного дії, як подача синхросигналу і узгодження тимчасових затримок.
- По прийнятій системі числення та кодування розрізняють: виконавчі, двійковій-десяткові, десяткові і ін;
- Залежно від кількості входів і виходів бувають: суматори за модулем 2, полусумматора і повні суматори;
- За способом організації процесу підсумовування однорозрядною що підсумовує схеми: комбінаційного типу, накопичує типу і комбіновані;
- За способом організації ланцюгів переносу між розрядами: з послідовним, з паралельним, з груповим і з одночасним переносами;
- За способом обробки багаторозрядних чисел розрізняють: послідовні, паралельні і комбіновані.
Для складання багаторозрядних чисел суматор являє собою набір однорозрядних суматорів, що мають входи для доданків і перенесення з молодшого розряду і виходи суми і перенесення в старший розряд.
Вибір і обгрунтування елементної бази.
1. Повний однорозрядних суматор УДО:
Таблиця істинності однорозрядного суматора.
Виконує підсумовування однорозрядних чисел.
Тригери-елементарні автомати, що містять елемент пам'яті (фіксатор) і схему управління.
3.Регістр зсуву вправо.
Регістри зсуву є ланцюжок розрядних схем пов'язаних ланцюгами переносу.
Принцип дії пристрою.
Суматор для послідовних операндів містить всього один однорозрядних суматор, що обробляє числа послідовно розряд за розрядом, починаючи з молодшого. Склавши молодші розряди (a0 і b0), однорозрядних суматор виробляє суму (s0) для молодшого розряду результату і перенос (c0), який запам'ятовується на один такт.
У наступному такті складаються знову надійшли розряди доданків (a1 і b1) з перенесенням з молодшого розряду (С0) і т.д. Умовна схема послідовного n # 8209; розрядного суматора (рис. 1), крім однорозрядного довічного суматора, містить зсуваються регістри доданків і суми, а також тригер, що запам'ятовує перенесення. Регістри і тригер тактуються сигналом ТИ.
Мал. 1. Схема послідовного n # 8209; розрядного суматора.
Рис.2. тимчасова дмаграмма відповідна операції додавання двох операндів 101 + 110 = 1011 або в десятковому вираженні 5 + 6 = 11.