вход Вход Регистрация



Сумматоры с параллельным переносом имеют максимальное быстродействие. В них отсутствуют процессы распространения переносов от разряда к разряду. В каждом разряде одновременно вырабатываются выходные величины.

Возможность построения сумматора с указанными свойствами основана на воспроизведении функций суммы и переноса, зависящих только от значений слагаемых независимо от местоположения разряда в разрядной сетке.

В первом (младшем) разряде реализуются функции, зависящие лишь от слагаемых данного разряда:

 

;

 

Во втором разряде реализуются функции

 

; ,

 

зависящие как от слагаемых данного разряда, так и от переноса из первого разряда. Однако этот перенос является функцией слагаемых a0 и b0 поэтому величины s1 и p1 можно выразить в виде:

 

; .

 

Аналогичным образом в i–1-м разряде имеем

 

,

;

 

в последнем (старшем) разряде

 

Анализ, показывающий, что если aibi=1, перенос данного разряда порождаемая (как бы генерируется) независимо от значения перноса из предыдущих разрядов в данный, т.е. как бы всегда имеет место внешний перенос (P). Тогда

(4.4)

 

где qi=aibi – функция генерации (порождения) переноса,

- функция передачи этого переноса.

Перенос для i-го разряда (формула 4.4) выразим через операцию И-НЕ

 

(4.5)

 

Выражениям функций (4.4) и (4.5) соответствует схема параллельного сумматора с параллельным переносом на (рисунок 4.10), представляющая совокупность не связанных между собой какими-либо цепями передачи переноса разрядных схем.

 

Рисунок 4.10 – Схема параллельного сумматора

с параллельным переносом

Длительность суммирования при параллельном переносе не зависит от разрядности слагаемых (если пренебречь зависимостями задержек элементов от нагрузки, возрастающей с ростом разрядности слагаемых). Для сумматора (рисунок 4.10) длительность суммирования складывается из задержек выработки функций передачи переноса (tз.ла), времени формирования функций передачи переноса (2tз.ла) и задержки одноразрядных сумматоров tps т.е.

 

 

Заметим, что для сумматоров с параллельным переносом можно использовать упрощенные одноразрядные сумматоры, имеющие лишь один выход суммы.

В зависимости от типа одноразрядного сумматора время суммирования при параллельном переносе составляет (5…6)tз.

С ростом числа разрядов реализация параллельного переноса затрудняется, т.к. возникает потребность в элементах с большим числом входов и большой нагрузочной способностью. Для формирования переносов в старшем разряде сумматора нужны элементы с числом входов, равным разрядности сумматора. Наибольшую нагрузочную способность должны иметь схемы выработки функций hi. Выработанная в данном разряде функция hi используется во всех последующих, т.е. в п–i разрядах, где i – номер разряда. В каждом разряде сигнал hi поступает на i входов. Поэтому общий коэффициент разветвления для рассматриваемых элементов составит величину i(n–i), достигающую максимума при i=n/2, где

 

 

Уже при построении восьмиразрядного сумматора потребуются элементы с числом входов 8 и коэффициентом разветвления 16, что может превышать возможности базовых логических элементов. Поэтому обычно реализуют сумматоры с параллельным переносом лишь для малого числа разрядов как составные части сумматоров с групповой структурой.

© 2018
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру