Събирането и изваждането са основни операции в цифровата система, контролна система & цифрова обработка на сигнала . Тези системи се влияят от сумиращите и изваждащите средства, като осигуряват точни, както и бързи операции. Сумиращите и изваждащите играят съществена роля в цифровите системи поради широкото им използване в други цифрови операции като умножение, изваждане и деление. Следователно, подобряването на тяхната производителност ще подобри изпълнението на двоични операции в рамките на верига. Ефективността на цифровата верига може да бъде оценена чрез оценка на нейната работна скорост, площ на оформление и разсейване на мощността. Тази статия разглежда общ преглед на паралелния суматор и паралелния изваждащ елемент.
Какво представляват паралелно събиране и паралелно изваждане?
Паралелът суматор и успоредният извадител обсъждат основно неговите дефиниции, работа, предимства и недостатъци.
Какво е паралелен суматор?
Цифрова схема, която се използва за извършване на добавяне на две двоични числа и пренос на i / p, където дължината на един бит е по-голяма от друг бит и работи паралелно с еквивалентни двойки битове. Подреждането на паралелен суматор може да се извърши чрез подреждане на пълните суматори (FA) във верижен модел, при който носенето o / p от всеки пълен суматор (FA1) може да бъде свързан с носителя i / p на следващия пълен суматор (FA2) във веригата. Диаграмата на паралелния суматор е показана по-долу.
паралелно добавяне
Работата на n-битов паралелен суматор може да се извърши чрез използване на n-пълни суматори. По същия начин, за 2-битовия паралелен суматор, са необходими два суматора. Като цяло тези суматори включват логиката на носете поглед напред за да се уверите, че разпространението на носене сред добавянето на следващия етап не ограничава скоростта на добавяне.
Работа на паралелен суматор
Диаграмата на паралелния суматор е показана по-горе. При това, първият пълен суматор като FA1, сумата като „S1“ може да бъде генерирана чрез добавяне на A1 и B1 с пренасянето „C1“. Преносът „C2“ е свързан с втория суматор във веригата.
След това вторият пълен суматор като FA2 използва бит за носене „C2“, за да вмъкне входните битове A2 и B2, за да генерира сумата S2 и C3. По същия начин този процес продължава за останалите пълни суматори, докато n-тият пълен суматор използва Cn носещ бит, за да вмъкне своите входове като An & Bn, за да произведе крайния бит на o / p с Cout (последен битов носещ)
Какво е паралелен изваждач?
Цифрова схема, която се използва за изчисляване на аритметичната разлика между две двоични двойки битове, е известна като успореден изваждач. Тук в бинарни битове дължината на един бит е по-висока от другите битове. Проектирането на този извадител може да се извърши по различни начини, като комбинация от всички пълни изваждащи или половината и пълните изваждащи или всички FA с i / p на допълващото изваждане. Диаграмата на успоредния извадител е показана по-долу.
успоредник-извадител
В n-битовия паралелен извадител желаното o / p може да бъде постигнато чрез каскадиране на n пълните изваждащи устройства. Връзката на това е подобна на 4-битовия паралелен суматор. Изваждането на това може да се направи от всеки бит до паралелния му бит. Ако се генерира заем, той се разпространява по време на каскадата на пълен извадител .
Работа на паралелен извадител
Както е показано в горната диаграма на паралелния субтрактор, субтракторът може да бъде подреден с комбинация от всички FA с допълващото изваждане i / p.
Процедурата на изваждане може да се направи, като се обмисли добавянето на минута с допълнение 2 на subtrahend. Така че може да се направи паралелно изваждане.
Допълването на числото на две може да бъде направено чрез преобразуване на двоичното число в допълнение 1. Тук допълнението 1 е да се отрече двоичното число. Тук, чрез добавяне на 1 към LSB бит от допълнението 1, може да се получи допълнение 2.
Като се използва логически порти , допълнението 1 на „B“ може да бъде постигнато чрез логическия портал NOT & „1“ се добавя през носенето, за да се получи допълнението 2 на „B“. Освен това, това се добавя към „А“, за да се извърши аритметичното изваждане.
Тази процедура ще продължи до крайния пълен суматор като 'FAn' и използва бит за пренасяне 'Cn', за да включи със своя i / p 'An', както и допълнение 2 на 'Bn', за да произведе крайния бит o / p с последен бит за пренасяне „Cout“.
Предимства
The предимства на паралелния сумиращ и изваждащ включват следното.
- Работата на този суматор или извадител е по-бърза, когато се контрастира със сериен суматор или извадител.
- Необходимото време за добавяне не зависи от цифрата на битовете.
- Всички битове в това се добавят или изваждат наведнъж, така че o / p ще бъде в паралелна форма.
- Не е скъпо.
- Те са по-бързи в сравнение със серийните аналози.
Недостатъци на паралелен суматор / паралелен субтрактор
The недостатъци на паралелен сумиращ и изваждащ включват следното.
- При верижен процес всеки пълен суматор трябва да изчака пренасянето на предишния суматор.
- Всеки суматор / извадител във верижния процес ще получи незабавно входни данни за своите портове. Но портовете като пренасяне или заемане не придобиват своите i / ps, докато предишният суматор / извадител не завърши техния процес.
- Така че закъснението ще е настъпило, така че то се събира, след като не. на FA или пълните изваждащи се увеличава.
- Той не включва по-ранно пренасяне в процеса на добавяне.
- Следователно не е подходящ за каскадно използване при многобитово добавяне.
- След като FA се използват в рамките на верижно подреждане, тогава способността на изходното задвижване може да бъде намалена.
Често задавани въпроси
1). Какво представлява суматорът?
Цифрова схема, която се използва за извършване на събиране на числа
2). Какво е изваждач?
Електронна логическа схема, използвана за изчисляване на различието между две двоични числа.
3). Какви са различните видове суматори?
Те са наполовина суматори, пълни суматори и многобитови суматори.
4). Какво представляват многобитовите суматори?
Те са серийни суматори и паралелни суматори.
По този начин всичко е свързано с общ преглед на паралела суматор и извадител , както и техните предимства и недостатъци. Суматорите, както и изваждащите устройства, се използват широко в аритметичната логическа единица на компютър за изчисляване на добавянето и в CPU и GPU за приложенията на графиката за намаляване на сложността на веригата. Ето въпрос към вас, каква е разликата между сумиращ и изваждащ?
