Паралельні суматори

Недоліком послідовного суматора є те, що виконання операції додавання розтягується на безліч тактів, яке тим більше, чим більше розрядність чисел. Значно менший час виконання операції має паралельний суматор. У цьому пристрої операція додавання проводиться одночасно в усіх розрядах чисел А і В, що надходять в паралельному коді. Для цього схему складають з п однорозрядних суматорів, з’єднуючи вихід переносу і-го розряду з входом перенесення сусіднього (і + 1) – го розряду (рис. 3.24). Такий суматор називають суматором з послідовним переносом. Після того як сформується результат на виходах всіх однорозрядних суматорів, він запам’ятовується в паралельному регістрі.

Для того щоб на виходах однорозрядних суматорів сформувався результат, необхідно, щоб на входах присутні всі три сигналу – щ, bt і рх. Але сигнал перенесення з розряду в розряд формується попередніми однорозрядні суматорами, причому кожний наступний суматор змушений “чекати”, поки не сформується результат у всіх попередніх. В крайньому випадку можлива ситуація, коли сигнал перенесення буде послідовно передаватися через весь ланцюжок від самого молодшого розряду до самого старшого, наприклад, при додаванні чисел А – 11 … 11 і В – 00 … 01. Тому час формування результату в найгіршому випадку включає в себе тимчасові затримки, внесені всіма однорозрядні суматорами.

Виключити тривалість поширення переносу дозволяє суматор з паралельним переносом. Ідея полягає в тому, щоб сигнали перенесення для всіх розрядів формувалися чисто логічно на основі доданків А і В. Розглянемо, як це можна зробити. Як видно, сигнал перенесення р2 може бути отриманий за значеннями попередніх розрядів чисел А і В без сигналу переносу pit формованого сумматором. Підставляючи в формулу (3.1) вираз для сигналу переносу р2, можна отримати логічне вираження для сигналу переносу третього розряду, в якому також будуть значення тільки попередніх розрядів чисел А і В, і т. д. Таким чином, сигнали перенесення для будь-якого розряду можуть бути сформовані чисто логічним шляхом за значеннями доданків. Значить, немає необхідності чекати, поки будуть сформи-рова сигнали перенесення однорозрядні суматорами. Очевидно, однак, і інше. Чим більше розрядність чисел, тим вище складність булевих функцій сигналів переносу, особливо для самого старшого розряду. Тому суматори з паралельним переносом роблять для чисел невеликої розрядності – не більше восьми.

Структура сумматора з паралельним переносом наведена на рис. 3.25. Сигнали перенесення формуються спеціальними логічними схемами прискореного перенесення CR (англ. Carry – перенесення), обчислюють відповідні булеві функції.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 3.00 out of 5)

Паралельні суматори