7414

Сумматоры с параллельным переносом

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Тема: Сумматоры с параллельным переносом Сумматоры с параллельным переносом - сумматоры, в которых сложение выполняется как поразрядная операция. Применяются в устройствах с высоким быстродействием микроопераций сложения. При этом старают...

Русский

2013-01-23

126.5 KB

36 чел.

Тема: Сумматоры с параллельным переносом

Сумматоры с параллельным переносом – сумматоры, в которых сложение выполняется как поразрядная операция. Применяются в устройствах с высоким быстродействием микроопераций сложения.  При этом стараются перенос вычислять с каждым разрядом сумматора, для этого строят дополнительные комбинационные схемы, вычисляющие перенос.

    Идея построения этих устройств осуществляется на основе уравнений переносов из предыдущих разрядов:

        

  

  

  

  

     Эти уравнения позволяют избавиться от переноса из предыдущих разрядов. Одновременно с подачей чисел вычисляется значение суммы в каждом разряде почти одновременно.

    

       

                                    Рис 10.1

     X=xn xn-1… x1 x0

      Y=yn yn-1… y1 y0

     Сумматоры с параллельным переносом часто используются внутри группы большого сумматора.

     Недостатком этих сумматоров является то, что с увеличением разрядности параллельного переноса возрастает число элементов и при ограниченном числе входов элементов конъюнкции/дизъюнкции вычисляется последовательно. В результате увеличивается задержка на вычисление переноса и быстродействие падает. Поэтому затраты оборудования на построение сумматора такого типа, особенно при большом числе разрядов, настолько велик, что в чистом виде он практически не находит применения.  Принцип параллельного формирования переноса более правильно использовать в сумматорах с групповым переносом.

Тема: Сумматоры с групповым переносом

    Сумматоры с групповым переносом, в которых число групп определяется по формуле  , где n- число разрядов сумматора.

    Принцип работы: сумматор разбивается на несколько групп примерно равной длины. Сигнал переноса, поступающий на вход младшего разряда группы, при наличии условий распространения переноса во всех разрядах данной группы передается на вход младшего разряда соседней, более старшей группы в обход данной группы.

Схема формирования сигнала переноса в младшем разряде каждой группы дополняется для этой цепи схемой И, реализующей булевую функцию

 

где - сигнал ускорения переноса; Pi –сигнал переноса в младший разряд группы, содержащий k разрядов  - условия распространения переноса в разрядах группы ().

В таком сумматоре максимальная задержка распространения переноса определяется задержкой его младшей, старшей группах, и в цепях обхода остальных групп.

Максимальная задержка сигнала может быть уменьшена, если при разбиении сумматора на группы использовать параллельное (одновременное) формирование переноса внутри групп.

Тема: Мультиплексоры

     (коммутаторы)

Мультиплексоры – это цифровое устройство, которое осуществляет коммутацию с нескольких информационных шин  в одну шину.

На рис. 10.2,а показано символическое изображение мультиплексора с четырьмя информационными входами, на рис. 10.2,б приведена его принципиальная схема.

          

                                 а)

                                                  б)

                                             Рис. 10.2

  Мультиплексор имеет четыре информационных входа, каждый из которых представляет собой одноразрядную шину. В определенный момент времени одну из шин требуется коммутировать на выход D. Коммутация осуществляется подачей адреса на входы А0, А1. В зависимости от этого кода дешифратор DD6 формирует управляющий сигнал на выходах 0,1,2,3 и подключает соответствующий элемент И, который передает состояние входной шины на элемент ИЛИ – DD5.

                           Тема: Демультиплексоры

Демультиплексор имеет один информационный вход и несколько выходов и осуществляет коммутацию входа к одному из выходов в зависимости от адреса, подаваемого на адресные входы. На рис. 10.3,а показана структура демультиплексора, а на рис. 10.3,б -  его принципиальная схема.

                                 а)

                                                   б)

                                             Рис. 10.3

 

  Управляет демультиплексором сигнал синхронизации С, с появлением которого срабатывают элементы DD1 - DD4 в зависимости от возбужденного выхода дешифратора DС.

   Схема демультиплексора является комбинационной, в ней отсутствуют элементы памяти, а элементы И (DD1 - DD4) являются электронными ключами.

   Используя мультиплексор и демультиплексор можно осуществлять любую перекоммутацию шин. Этот принцип используется  в, так называемых, мостах для передачи информации с одних системных шин на другие.

  

Тема: Шифратор (кодер)

Шифратор является устройством комбинационного типа, осуществляющий кодирование символов и цифр десятичной системы. Пусть в шифраторе имеется m входов, последовательно пронумерованных десятичными числами (0,1,2,…,m-1), и n выходов. Подача сигнала на один из входов приводит к появлению на выходах n-разрядного двоичного числа, соответствующего номеру возбужденного входа.

На рис. 10.4 приведено символическое изображение шифратора, преобразующего десятичные числа 0,1,2,…,9 в двоичное представление. Символ CD образован из букв, входящих в англ. Слово Coder. Слева показаны 10 входов, обозначенных десятичными цифрами 0,1,2,…,9, справа – выходы шифратора; цифрами 1,2,4,8 обозначены весовые коэффициенты двоичных разрядов, соответствующих отдельным выходам.

 

                   Рис. 10.4

   Из приведенного в табл. 10.1 соответствия десятичного и двоичного кодов следует, что переменная х0 на выходе, обозначенном  цифрой 1, равна лог.1, если это значение имеет одна из входных переменных y1, y3, y5, y7, y9.

                       Таблица 10.1

х3

х2

х1

х0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

2

0

0

1

0

3

0

0

1

1

4

0

1

0

0

5

0

1

0

1

6

0

1

1

0

7

0

1

1

1

8

1

0

0

0

9

1

0

0

1

 Функционирование шифратора определяется системой логических выражений:

 

При представлении шифратора на элементах И- НЕ следует пользоваться следующей системой логических выражений:

   В этом случае предусмотрена подача на выходы инверсных значений, т.е. для получения на выходе двоичного представления некоторой десятичной цифры необходимо на соответствующий вход подать лог.0, на остальные входы – лог.1. Схема шифратора, выполненная на элементах И-НЕ, приведена на рис. 10.5.

    Если число входов увеличить до 255, то можно кодировать любой символ     

(код ASCI).


Z
2

y2

1       SM        S

2                        

Pi-1                                p

x2

 

КС

x1

шина результатов

y1

x0

y0

x1

1       SM        S

2                        

Pi-1                                p

y1

Z1

x0

 

КС

y0

          SM

1                   S

2                        

Pi-1                                p

x0

Z0

y0

 шина чисел х, у

Dо         MS                      

D1

D2

D3                                        D                              

А0           

А1

C

1

1

0

0

0

1

       DC   0 A0                1

                              2 A1                         3

1

0

DD6

&

D1

D2

D3

&

&

&

C

DD1

D0

DD2

DD3

1

DD4

D

DD5

    вход

             DM        Dо                

 D                         D1

А0                                      D2

А1                              D3   

C                                                     

       

                                                                

                                  

  адрес

  управление

       DC   0 0                  1

                   2

1                            3                                         

                               

A0

A1  

DD5

&

D1

D2

D3

&

&

&

C

DD1

D0

DD2

DD3

DD4

D

x0

x3

x2

х1

0         CD  

1

2                        1

3

4                        2

5

6                        4

7

8                       8

9

0

y1

y2

y3

y4

y5

y6

y7

y8 y9

&

x1

x2

x3

&

DD1

x0

DD2

DD3

DD4

&

&


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42773. Социальная реабилитация инвалидов и методика её осуществления 441.99 KB
  Сущность и содержание социальной реабилитации Основные цели и задачи социальной реабилитации Принципы социальной реабилитации Инвалиды составляют особую категорию населения, численность которой постоянно увеличивается. Мировым сообществом социальная защита инвалидов рассматривается как проблема первостепенной важности.
42774. Проектирование системы теплоснабжения промышленного предприятия 219.1 KB
  Определение количества теплоты на подогрев воды для горячего водоснабжения Выбор основного и вспомогательного оборудования системы транспорта теплоты Выбор основного и вспомогательного оборудования источника теплоты.Определение потребности в топливе для производства теплоты.
42775. Организация работы коктейль-бара «Малибу» 804 KB
  Целью работы является рассмотрение вновь созданного коктейль - бара на 50 посадочных мест. Моему коктейль-бару я решил дать название «Малибу», так как моим основным спонсором является «Allied Distillers Limited»
42776. Компьютерная реализация решения инженерной задачи по решению дифференциальных уравнений в частных производных 1.38 MB
  Микроэлектроника является одной из наиболее динамично развивающихся и востребованных отраслей науки и техники. Элементы современных СБИС и микрооптикоэлектромеханических систем (МОЭМС) представляют собой сложные структуры, в основу функционирования которых положены разнообразные физические эффекты. Разработка подобных элементов практически невозможна без решения уравнений математической физики, представляющих
42777. Разработка технологического процесса механической обработки шкива в условиях ЗАО «МРК» 190.3 KB
  Технический прогресс в машиностроении характеризуется как улучшением конструкций машин, так и непрерывным технологии их производства. Развитие новых прогрессивных технологических процессов обработки способствует конструированию современных машин и снижению их себестоимости. Актуальной является задача повышения качества выпускаемых машин и, в первую очередь, их точности
42778. Особенности развития силовых способностей у школьников старшей возрастной группы 351.46 KB
  Динамика силовых качеств детей старшего школьного возраста под воздействием занятий физическими упражнениями. Данный режим работы мышц имеет место в силовых упражнениях с преодолением внешнего отягощения штанги гирь гантелей отягощений на блочном устройстве. Величина прикладываемой к снаряду силы при выполнении упражнения в изотоническом режиме изменяется по ходу траектории движения так как изменяются рычаги приложения силы в различных фазах движений. Упражнения со штангой или другим аналогичным снарядом с высокой скоростью...
42779. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС РАБОТЫ УЧАСТКОВОЙ СТАНЦИИ 364.29 KB
  Определение среднего времени нахождения на станции транзитных вагонов без переработки Среднее время нахождения на станции транзитных вагонов с переработкой Общий простой вагонов на станции Рабочий парк вагонов
42780. Организация и планирование предприятий 198.55 KB
  Обоснование выбора варианта технологического процесса Годовые фонды времени в данной работе принимаются следующие: фонд времени оборудования Фдо = 3530 ч 2 смены фонд времени производственных рабочих Фдр = 1590 ч 1 смена фонд времени вспомогательных рабочих Фдв = 1860 ч 1 смена Таблица 1 Необходимые данные для выполнения задания № п п Наименование расчётных показателей Обозначение Значение показателя 1 Норма затрат на содержание оборудования руб. Нз 640000 2 Коэффициент обслуживания рабочих мест Кобс 10 3 Средние капитальные...
42781. Розрахунок електричних навантажень силової мережі 4.67 MB
  Електроенергетичній галузі притаманні специфічні особливості, зумовлені одноманітністю вироблення і споживання енергії, надзвичайно складним технологічним циклом її одержання, необхідністю централізованого диспетчерського оперативно-технологічного керування всім комплексом у цілому, забезпечення надійності і безпеки функціонування обладнання. Все це робить енергетику надзвичайно матеріалоємною, енергоємною галуззю, з великим інвестиційним циклом і, що дуже важливо, — інтелектуально і наукоємною.