Què són el sumador paral·lel i el substracte paral·lel i el seu funcionament?

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





Les sumes i restes són operacions fonamentals en un sistema digital, sistema de control & processament de senyals digitals . Aquests sistemes estan influenciats pels sumadors i els subtractors, ja que proporcionen operacions precises i ràpides. Els sumadors i restants tenen un paper essencial en els sistemes digitals a causa del seu ampli ús en altres operacions digitals com la multiplicació, la resta i la divisió. Per tant, millorar el rendiment d’aquestes farà progressar l’execució d’operacions binàries dins d’un circuit. El rendiment del circuit digital es pot estimar avaluant la velocitat de funcionament, l’àrea de disseny i la dissipació de potència. En aquest article es descriu una visió general del sumador paral·lel i del substracte paral·lel.

Què són el sumador paral·lel i el substracte paral·lel?

El paral·lel sumador i el subtractor paral·lel discuteixen principalment les seves definicions, treball, avantatges i desavantatges.




Què és un sumador paral·lel?

Un circuit digital que s’utilitza per realitzar l’addició de dos nombres binaris i un port i / p, on la longitud d’un bit és més gran que un altre i funciona en paral·lel amb parells de bits equivalents. La disposició del sumador paral·lel es pot fer organitzant els sumadors complets (FA) en un model de cadena on el transport o / p de cada sumador complet (FA1) es pot enllaçar amb la portada i / p del següent sumador complet (FA2) dins de la cadena. A continuació es mostra el diagrama del sumador paral·lel.

Paral·lel-Sumador

paral·lel-sumador



L'operació d'un sumador paral·lel de n bits es pot fer utilitzant n-sumadors complets. De la mateixa manera, per al sumador paral·lel de 2 bits, calen dos sumadors. Generalment, aquests sumadors inclouen la lògica de portar mirar endavant per assegurar-se que la propagació del transport entre l’addició de la següent etapa no restringeixi la velocitat d’addició.

Funcionament de Parderel Adder

El diagrama de sumador paral·lel es mostra a la part superior. En aquest cas, el primer sumador complet com ara FA1, es pot generar la suma com a 'S1' afegint A1 i B1 amb el portador 'C1'. El portador 'C2' està connectat al segon sumador de la cadena.

Després d’això, el segon sumador complet, com ara FA2, utilitza el bit de transport ‘C2’ per inserir els bits d’entrada A2 i B2 per produir la suma de transport S2 i C3. De la mateixa manera, aquest procés continua per als sumadors complets restants fins que el novè sumador complet utilitza el bit de transport Cn per inserir les seves entrades com An & Bn per produir el bit final de l’o / p amb Cout (últim bit de transport).


Què és un subtractor paral·lel?

Un circuit digital que s’utilitza per calcular la diferència aritmètica entre dos parells binaris de bits es coneix com a restador paral·lel. Aquí, en bits binaris, la longitud d'un bit és superior a la d'altres bits. El disseny d'aquest subtractor es pot fer de diferents maneres, com ara una combinació de tots els subtractors complets o de restants mitjans i complets o totes les FA amb el complement i / p del subtrahend. A continuació es mostra el diagrama del restador paral·lel.

Paral·lel-Resta

paral·lel-restador

En el subtractor paral·lel de n-bits, es pot aconseguir l’o / p desitjat en cascada dels n subtractors complets. La connexió d’això és similar al sumador paral·lel de 4 bits. La resta d'això es pot fer de cada bit al seu bit paral·lel. Si es genera un préstec, es propaga durant la cascada de resta total .

Funcionament del subtractor paral·lel

Com es mostra al diagrama de restador paral·lel anterior, el subtractor es pot disposar amb una combinació de totes les FA amb el complement de subtrahend i / p.

El procediment de resta es pot fer tenint en compte l’addició de minuend amb el complement 2 de subtrahend. De manera que es pot fer una resta paral·lela.

El complement dels dos d’un nombre es pot fer convertint el nombre binari en el complement d’1. Aquí el complement 1 és negar el número binari. Aquí, afegint 1 al bit LSB del complement d’1, es pot aconseguir el complement de 2.

Mitjançant l'ús de portes lògiques , el complement 1 de 'B' es pot aconseguir a través de la porta lògica NOT i '1' s'afegeix al llarg del transport per obtenir el complement 2 de 'B'. A més, això s’afegeix a ‘A’ per realitzar la resta aritmètica.

Aquest procediment continuarà fins al sumador complet final, com ara 'FAn', i utilitza el bit de transport 'Cn' per incloure amb el seu i / p 'An', així com el complement 2 de 'Bn' per produir el bit final o / p amb bit de transport final 'Cout'.

Avantatges

El avantatges d’un sumador i un substracte paral·lels inclou el següent.

  • El funcionament d’aquest sumador o restador és més ràpid si es contrasta amb el sumador o el restador en sèrie.
  • El temps necessari per a l'addició no depèn del dígit de bits.
  • Tots els bits d’això s’afegeixen o resten alhora, de manera que l’o / p estarà en forma paral·lela.
  • No és car.
  • Són més ràpids en comparació amb els homòlegs de sèrie.

Inconvenients de Parallel Adder / Parallel Subtractor

El desavantatges d’un sumador i restador paral·lels inclou el següent.

  • En un procés de cadena, cada sumador complet ha d'esperar al transport de l'anterior sumador.
  • Tots els sumadors / restants del procés de la cadena obtindran entrades als seus ports a l'instant. Tanmateix, els ports com un carry o un préstec no adquireixen el seu i / ps fins que l’anterior sumador / substractor finalitza el seu procés.
  • De manera que s’haurà produït un retard, de manera que es suma un cop el no. de FAs o restes completes augmenta.
  • No inclou el transport anterior al procés d'addició.
  • Per tant, no és adequat per a cascades que s'utilitzen a l'addició de diversos bits.
  • Un cop s’utilitzen els FA dins d’un acord de cadena, es pot reduir la capacitat de la unitat de sortida.

Preguntes freqüents

1). Què és el sumador?

Un circuit digital que s’utilitza per realitzar una suma de nombres

2). Què és el subtractor?

Un circuit lògic electrònic utilitzat per calcular la diferència entre dos nombres binaris.

3). Quins són els diferents tipus de sumadors?

Són mitges sumadores, sumadores completes i sumadores de diversos bits.

4). Què són els sumadors de diversos bits?

Són sumadors en sèrie i sumadors en paral·lel.

Per tant, es tracta d’una visió general del paral·lel sumador i restador , i els seus avantatges i desavantatges. Els sumadors, així com els subtractors, s’utilitzen àmpliament a la unitat lògica aritmètica d’un ordinador per calcular la suma i a la CPU i la GPU per a les aplicacions de gràfics per disminuir la complexitat del circuit. Aquí teniu una pregunta, quina diferència hi ha entre el sumador i el restador?