Οι προσθήκες και οι αφαιρέσεις είναι θεμελιώδεις λειτουργίες σε ένα ψηφιακό σύστημα, σύστημα ελέγχου & ψηφιακή επεξεργασία σήματος . Αυτά τα συστήματα επηρεάζονται από τα πρόσθετα και τα αφαιρούμενα, παρέχοντας ακριβείς και γρήγορες λειτουργίες. Τα πρόσθετα και οι αφαιρέτες διαδραματίζουν ουσιαστικό ρόλο στα ψηφιακά συστήματα λόγω της ευρείας χρήσης τους σε άλλες ψηφιακές λειτουργίες όπως ο πολλαπλασιασμός, η αφαίρεση και η διαίρεση. Επομένως, η βελτίωση της απόδοσης αυτών θα προχωρήσει στην εκτέλεση δυαδικών λειτουργιών σε ένα κύκλωμα. Η απόδοση του ψηφιακού κυκλώματος μπορεί να εκτιμηθεί αξιολογώντας την ταχύτητα λειτουργίας, την περιοχή διάταξης και την απόρριψη ισχύος. Αυτό το άρθρο ασχολείται με μια επισκόπηση του παράλληλου αθροιστή και του παράλληλου αφαιρέτη.
Τι είναι ο παράλληλος αθροιστής και ο παράλληλος αφαιρέτης;
Ο παράλληλος αθροιστής και ο παράλληλος αφαιρέτης συζητά κυρίως τους ορισμούς, τη λειτουργία, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του.
Τι είναι ο παράλληλος αθροιστής;
Ένα ψηφιακό κύκλωμα που χρησιμοποιείται για την εκτέλεση της προσθήκης δύο δυαδικών αριθμών & μιας μεταφοράς i / p, όπου το μήκος ενός bit είναι μεγαλύτερο από ένα άλλο bit και λειτουργεί παράλληλα με ισοδύναμα ζεύγη δυαδικών ψηφίων. Η διάταξη του παράλληλου αθροιστή μπορεί να γίνει με τη διευθέτηση των πλήρων πρόσθετων (FA) σε ένα μοντέλο αλυσίδας όπου η μεταφορά o / p από κάθε πλήρης αθροιστής (FA1) μπορεί να συνδεθεί με τη μεταφορά i / p του επόμενου πλήρους αθροιστή (FA2) εντός της αλυσίδας. Το διάγραμμα του παράλληλου αθροιστή φαίνεται παρακάτω.
παράλληλος-αθροιστής
Η λειτουργία ενός παράλληλου αθροιστή n-bit μπορεί να γίνει με τη χρήση πρόσθετων n-full. Ομοίως, για τον παράλληλο αθροιστή 2-bit, απαιτούνται δύο πρόσθετα. Γενικά, αυτά τα πρόσθετα περιλαμβάνουν τη λογική του να κοιτάξω μπροστά για να βεβαιωθείτε ότι η διάδοση της μεταφοράς μεταξύ της προσθήκης του επόμενου σταδίου δεν περιορίζει την ταχύτητα της προσθήκης.
Εργασία του Parallel Adder
Το παράλληλο διάγραμμα αθροιστών φαίνεται παραπάνω. Σε αυτό, ο πρώτος πλήρης αθροιστής όπως το FA1, το άθροισμα όπως «S1» μπορεί να δημιουργηθεί προσθέτοντας A1 & B1 με τη φέρουσα «C1». Η μεταφορά «C2» συνδέεται με τον δεύτερο αθροιστή της αλυσίδας.
Μετά από αυτό, ο δεύτερος πλήρης αθροιστής όπως το FA2 χρησιμοποιεί το bit μεταφοράς C2 για να εισάγει τα bit εισαγωγής A2 & B2 για να παράγει το άθροισμα μεταφοράς S2 & C3. Ομοίως, αυτή η διαδικασία συνεχίζεται για τους υπόλοιπους πλήρεις πρόσθετες έως ότου ο 9ος πλήρης αθροιστής χρησιμοποιεί Cn μεταφοράς bit για να εισάγει τις εισόδους του όπως An & Bn για να παράγει το τελικό bit του o / p με το Cout (τελευταίο bit μεταφοράς).
Τι είναι ένας παράλληλος αφαιρέτης;
Ένα ψηφιακό κύκλωμα που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της αριθμητικής διαφοράς μεταξύ δύο δυαδικών ζευγών δυαδικών ψηφίων είναι γνωστό ως παράλληλος αφαιρέτης. Εδώ σε δυαδικά bits, το μήκος ενός bit είναι υψηλότερο από άλλα bit. Ο σχεδιασμός αυτού του αφαιρέτη μπορεί να γίνει με διαφορετικούς τρόπους, όπως ένας συνδυασμός όλων των πλήρων αφαιρετών ή των μισών & πλήρων αφαιρέσεων ή όλων των FA με το i / p του συμπληρώματος αφαίρεσης. Το διάγραμμα του παράλληλου αφαίρεσης φαίνεται παρακάτω.
παράλληλος-αφαίρεση
Στον παράλληλο αφαιρετή n-bit, το επιθυμητό o / p μπορεί να επιτευχθεί με τη σειρά των n πλήρων αφαιρέσεων. Η σύνδεση αυτού είναι παρόμοια με τον παράλληλο αθροιστή 4-bit. Η αφαίρεση αυτού μπορεί να γίνει από κάθε bit στο παράλληλο bit. Εάν δημιουργηθεί ένα δάνειο, τότε διαδίδεται κατά τη διάρκεια του καταρράκτη του πλήρης αφαίρεση .
Εργασία παράλληλου αφαιρέτη
Όπως φαίνεται στο παραπάνω παράλληλο διάγραμμα αφαιρέσεων, ο αφαιρέτης μπορεί να διευθετηθεί με συνδυασμό όλων των FA με το συμπλήρωμα υποτροπής i / p.
Η διαδικασία αφαίρεσης μπορεί να γίνει λαμβάνοντας υπόψη την προσθήκη του minuend με το συμπλήρωμα του subtrahend 2. Έτσι μπορεί να γίνει παράλληλη αφαίρεση.
Το συμπλήρωμα των δύο αριθμών μπορεί να γίνει μετατρέποντας τον δυαδικό αριθμό σε συμπλήρωμα 1. Εδώ το συμπλήρωμα 1 είναι η άρνηση του δυαδικού αριθμού. Εδώ, προσθέτοντας 1 στο LSB κομμάτι του συμπληρώματος 1, μπορεί να επιτευχθεί το συμπλήρωμα 2.
Με τη χρήση λογικές πύλες , το συμπλήρωμα 1 του «Β» μπορεί να επιτευχθεί μέσω της πύλης λογικής ΟΧΙ και το «1» προστίθεται καθ 'όλη τη διάρκεια της μεταφοράς για να πάρει το συμπλήρωμα 2 του «Β». Επιπλέον, αυτό προστίθεται στο «Α» για να εκτελέσει την αριθμητική αφαίρεση.
Αυτή η διαδικασία θα συνεχιστεί μέχρι τον τελικό πλήρη αθροιστή όπως το «FAn» και χρησιμοποιεί το bit μεταφοράς «Cn» για να συμπεριλάβει με το i / p «An» καθώς και το συμπληρωματικό 2 του «Bn» για την παραγωγή του τελικού bit o / p με τελικό bit μεταφοράς 'Cout'.
Πλεονεκτήματα
ο πλεονεκτήματα ενός παράλληλου αθροιστή και αφαίρεσης συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.
- Η λειτουργία αυτού του αθροιστή ή αφαιρετικού είναι ταχύτερη όταν έρχεται σε αντίθεση με τον σειριακό αθροιστή ή αφαιρετικό.
- Ο απαιτούμενος χρόνος για την προσθήκη δεν εξαρτάται από το ψηφίο των bit.
- Όλα τα bit σε αυτό προστίθενται ή αφαιρούνται ταυτόχρονα, έτσι το o / p θα είναι σε παράλληλη μορφή.
- Δεν είναι ακριβό.
- Αυτά είναι ταχύτερα σε σύγκριση με τους σειριακούς ομολόγους.
Μειονεκτήματα του παράλληλου αθροιστή / παράλληλου αφαιρέτη
ο μειονεκτήματα ενός παράλληλου αθροιστή και αφαίρεσης συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.
- Σε μια διαδικασία αλυσίδας, κάθε πλήρης αθροιστής πρέπει να περιμένει τη μεταφορά του προηγούμενου αθροιστή.
- Κάθε αθροιστής / αφαιρέτης στη διαδικασία της αλυσίδας θα λαμβάνει αμέσως εισόδους στις θύρες τους. Όμως, οι θύρες όπως μια μεταφορά ή δανεισμός δεν αποκτούν το i / ps τους έως ότου ο προηγούμενος αθροιστής / αφαίρεση ολοκληρώσει τη διαδικασία του.
- Έτσι θα έχει συμβεί καθυστέρηση, ώστε να αυξάνεται μόλις το όχι. των FAs ή πλήρους αφαίρεσης αυξάνεται.
- Δεν περιλαμβάνει προηγούμενη μεταφορά στη διαδικασία προσθήκης.
- Επομένως, δεν είναι κατάλληλο για επικάλυψη που χρησιμοποιείται στην προσθήκη πολλαπλών bit.
- Μόλις χρησιμοποιηθούν τα FA σε μια αλυσίδα, τότε η ικανότητα της εξόδου κίνησης μπορεί να μειωθεί.
Συχνές ερωτήσεις
1). Τι είναι ο αθροιστής;
Ένα ψηφιακό κύκλωμα που χρησιμοποιείται για την εκτέλεση προσθήκης αριθμών
2). Τι είναι ο αφαιρέτης;
Ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα λογικής που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της ομοιότητας μεταξύ δύο δυαδικών αριθμών.
3). Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι προσθέτων;
Πρόκειται για μισά πρόσθετα, πλήρη πρόσθετα και πρόσθετα πολλαπλών bit.
4). Τι είναι τα πρόσθετα πολλαπλών bit;
Είναι σειριακοί και παράλληλοι.
Έτσι, πρόκειται για μια επισκόπηση του παραλλήλου αθροιστής και αφαίρεση , και τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους. Τα πρόσθετα, καθώς και οι αφαιρέσεις, χρησιμοποιούνται ευρέως στην αριθμητική μονάδα λογικής ενός υπολογιστή για τον υπολογισμό της προσθήκης και σε CPU και GPU για τις εφαρμογές γραφικών για τη μείωση της πολυπλοκότητας του κυκλώματος. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η διαφορά μεταξύ του αθροιστή και του αφαιρέτη;
