Сумматором називається вузол ЕОМ, призначений для арифметичного додавання кодів. Суматори в залежності від використовуваних логічних схем розрізняються на комбінаційні і накопичують. Комбінаційний суматор являє собою комбінаційну схему, яка формує суми доданків, що подаються одночасно на входи схеми, і не має в своєму складі елементів пам'яті. Накопичують суматори мають пам'ять, в якій накопичують результати підсумовування.
За кількістю входів розрізняють полусумматора, одне і багаторозрядні (паралельні) суматори. Залежно від того, як організовані міжрозрядні переноси, суматори поділяються на суматори з послідовним, паралельним і груповими переносами. Залежно від системи числення, суматори бувають ...
виконавчі, десяткові та інші.
Основу всіх суматорів складають однорозрядні суматори. Причому, складання n-розрядних чисел здійснюється за допомогою n однорозрядних суматорів комутацією ланцюгів їх перенесення.
Однорозрядні суматори. Однорозрядні суматори призначені для складання однойменних розрядів двох доданків (хi і уi) з урахуванням перенесення з попереднього розряду (РІ-1) і виробляють в тому ж машинному такті значення суми (Si) і перенесення в наступний розряд (Pi). Іншими словами однорозрядних суматор складає три біта xi. yi і РІ-1 і формує Si і Рi.
Суматори, в яких при складанні двох доданків (х і у) не враховується перенесення з молодшого розряду, називають полусумматора. Полусумматор має два входи (xi і yi) і два виходи Рi і Si. Таблиця істинності полусумматора може бути записана у вигляді табл. 4.1. по якій записуються логічні функції Si і Pi:
Табл. 4.1. Табл. 4.2.
На рис. 4.9 показана схема полусумматора і його позначення на функціональних схемах.
Мал. 4.9. схема полусумматора
Таблицю істинності однорозрядного суматора приведена в таблиці 4.1.
Схема однорозрядного повного суматора показана на рис. 4.10.
Мал. 4.10. Однорозрядних повний суматор
Залежно від того, як обробляються (додаються) розряди n-розрядних чисел, розрізняють багаторозрядні суматори послідовного і паралельного дії.
У послідовних суматорах поразрядное обробка доданків проводиться послідовно. При цьому розряди суми запам'ятовуються в регістрі суми, а перенесення запам'ятовується на один такт в додатковому триггере. Перенесення надходить на вхід суматора разом зі складовими чергового розряду. Процес триває до тих пір, поки повністю не сформується результат. Структура многоразрядного суматора послідовної дії показана на рис. 4.11. Зсуваються регістри РГХ і PrY служать для зберігання і зсуву операндів вправо. PrZ - для прийому розрядів суми з виходу однорозрядного суматора. Порозрядне підсумовування проводиться в суматорі. Перенесення з попереднього розряду запам'ятовується в D-тригері.
У багаторозрядних суматора паралельної дії розряди доданків обробляються паралельно. Кількість сумматоров в них відповідає розрядності оброблюваних чисел. За способом реалізації ланцюгів перенесення суматори паралельної дії можуть мати наступну організацію: суматори з послідовним, одночасним і груповим переносом.
У суматорах з послідовним переносом перенос поширюється послідовно (рис. 4.11) Максимальний час поширення перенесення становить: tåmax = t1 n, де t1 - час поширення перенесення в одному розряді; n - число розрядів суматора.
У суматорах паралельної дії (рис. 4.12) з одночасним перенесенням сигнал перенесення виробляється одночасно в усіх розрядах. Розглянемо синтез схем одночасного формування переносів в 4-х розрядних суматорах.
Мал. 4.11. Послідовний суматор Рис. 4.12. паралельний суматор
Паралельні суматори з груповими переносами, де переноси всередині груп формуються одночасно, а між групами послідовно, називають суматорами з ланцюговими переносами.