Sčítání a odčítání jsou základní operace v digitálním systému, kontrolní systém & zpracování digitálních signálů . Tyto systémy jsou ovlivňovány sčítáním a odčítáním poskytováním přesných i rychlých operací. Sčítače a odčítače hrají v digitálních systémech zásadní roli díky jejich širokému použití v jiných digitálních operacích, jako je násobení, odčítání a dělení. Proto zlepšení jejich výkonu povede k pokroku v provádění binárních operací v obvodu. Výkon digitálního obvodu lze odhadnout na základě vyhodnocení jeho provozní rychlosti, rozložení a ztrátového výkonu. Tento článek pojednává o přehledu paralelního sčítače a paralelního odečítače.
Co jsou Parallel Adder a Parallel Subtractor?
Paralela zmije a paralelní odečítač diskutují hlavně o jeho definicích, fungování, výhodách a nevýhodách.
Co je paralelní sčítač?
Digitální obvod, který se používá k provedení přidání dvou binárních čísel a přenosu i / p, kde je délka jednoho bitu větší než jiný bit a pracuje paralelně s ekvivalentními páry bitů. Uspořádání paralelního sčítače lze provést uspořádáním plných sčítačů (FA) v řetězovém modelu, kde je nosnost o / p z každého plný zmije (FA1) může být spojen s nosným i / p dalšího plného sčítače (FA2) v řetězci. Schéma paralelního sčítače je uvedeno níže.
paralelní zmije
Provoz n-bitové paralelní sčítačky lze provést pomocí doplňků n-full. Podobně jsou u 2bitového paralelního sčítače vyžadovány dva sčítače. Obecně tyto doplňky zahrnují logiku nosit pohled dopředu ujistit se, že šíření přenosu mezi přidáním další fáze neomezuje rychlost přidávání.
Práce paralelního sčítače
Diagram paralelního sčítače je zobrazen výše. V tom, první plná zmije jako FA1, může být součet jako „S1“ vygenerován přidáním A1 a B1 s carry „C1“. Carry „C2“ je připojeno k druhé zmiji v řetězci.
Poté druhá plná sčítačka, jako je FA2, používá bitový bit „C2“ k vložení vstupních bitů A2 a B2 k vytvoření součtu přenosu S2 a C3. Podobně tento proces pokračuje u zbývajících plných sčítačů, dokud n-tý sčítač používá Cn carry bit k vložení svých vstupů jako An & Bn k vytvoření finálního bitu o / p s Coutem (poslední bit bitů).
Co je paralelní odečítač?
Digitální obvod, který se používá k výpočtu aritmetického rozdílu mezi dvěma binárními páry bitů, se nazývá paralelní odečítač. Tady v binárních bitech je délka jednoho bitu vyšší než u ostatních bitů. Návrh tohoto odečítače lze provést různými způsoby, jako je kombinace všech plných odečítačů nebo polovičních a plných odečítačů nebo všech FA s i / p doplňku subtrahend. Schéma paralelního odečítače je uvedeno níže.
paralelní odečítač
V n-bitovém paralelním subtraktoru lze požadovaného o / p dosáhnout kaskádováním n plných subtraktorů. Připojení je podobné 4bitovému paralelnímu sčítači. Odečíst to lze od každého bitu k jeho paralelnímu bitu. Pokud je generována výpůjčka, šíří se během kaskády plný odečítač .
Práce paralelního odečítače
Jak je znázorněno ve výše uvedeném diagramu paralelního subtraktoru, subtraktor může být uspořádán kombinací všech FA s subtrahendovým doplňkem i / p.
Postup odčítání lze provést zvážením přidání minuendu s doplňkem 2 odčítání. Lze tedy provést paralelní odčítání.
Dvojkový doplněk čísla lze provést převedením binárního čísla na doplněk 1. Zde je doplňkem 1 negace binárního čísla. Zde přidáním 1 do bitů LSB doplňku 1 lze dosáhnout doplňku 2.
Používáním logické brány , doplněk 1 „B“ lze dosáhnout pomocí logické brány NOT a „1“ je přidán do celé sady, aby získal doplněk 2 „B“. Toto je dále přidáno k „A“ k provedení aritmetického odčítání.
Tento postup bude pokračovat až do konečného úplného sčítače, jako je 'FAn', a použije nosný bit 'Cn' k zahrnutí s jeho i / p 'An', stejně jako doplněk 2 'Bn' k vytvoření finálního o / p bitu s závěrečný bit „Cout“.
Výhody
The výhody paralelního sčítače a odečítače zahrnout následující.
- Provoz tohoto sčítače nebo odečítače je rychlejší při porovnání se sériovým sčítačem nebo odečítačem.
- Požadovaný čas pro přidání nezávisí na číslici bitů.
- Všechny bity v tomto jsou přidávány nebo odečítány najednou, takže o / p bude v paralelní formě.
- Není to drahé.
- Jsou rychlejší ve srovnání se sériovými protějšky.
Nevýhody paralelního sčítače / paralelního odečítače
The nevýhody paralelního sčítače a odečítače zahrnout následující.
- V řetězovém procesu musí každá plná zmije počkat na přenášení předchozí zmije.
- Každý sčítač / odečítač v řetězovém procesu okamžitě získá vstupy do svých portů. Porty, jako je přenos nebo výpůjčka, však nezískávají své i / ps, dokud jejich proces neskončí předchozí sčítač / odečítač.
- Takže dojde ke zpoždění, takže se sčítá, jakmile bude ne. FA nebo plných subtraktorů se zvyšuje.
- Nezahrnuje dřívější provedení procesu přidávání.
- Proto není vhodný pro kaskádování použité v Multi-bitovém přidání.
- Jakmile jsou FA použity v řetězovém uspořádání, může být snížena schopnost výstupního pohonu.
Časté dotazy
1). Co je to zmije?
Digitální obvod, který se používá k provádění sčítání čísel
2). Co je odečítač?
Elektronický logický obvod používaný k výpočtu odlišnosti mezi dvěma binárními čísly.
3). Jaké jsou různé typy doplňků?
Jsou to poloviční, plné a vícebitové.
4). Co jsou multi-bitové sčítače?
Jsou to sériové a paralelní doplňky.
Jedná se tedy o přehled paralely sčítač a odečítač a jejich výhody a nevýhody. V aritmetické logické jednotce počítače pro výpočet sčítání a v CPU a GPU pro aplikace grafiky se snižují složitost obvodu. Zde je otázka, jaký je rozdíl mezi sčítačem a odčítačem?
