Сумматор с условным переносом
Сумматор, имеющий n разрядов делят на 2 равные группы с разрядностью n/2. Причем старшая группа дублируется и т.о. схема будет состоять из трех сумматоров с разрядностью n/2:
Первый – суммирует младшие поля операндов
Второй – старшие, при условии, что входной перенос = 0
Третий – старшие, при условии, что входной перенос = 1
После получения результатов в младшем разряде становится известным фактическое значение переноса в старший и из двух заготовленных результатов выбирается необходимый. Т.о. обе части схемы работают параллельно во времени.
Накапливающий сумматор
Накапливающим сумматором называется логическое устройство, производящее суммирование слагаемых, поочередно поступающих на его вход в параллельном коде, и запоминающее результат суммирования. Создается в виде последовательной схемы, на которую слагаемые подаются в различные моменты времени, а результат сохраняется и после прекращения поступления слагаемых. Они применяются в параллельных вычислительных устройствах и могут суммировать любое количество поступающих на его вход чисел.
Представляет собой сочетание комбинационного сумматора и регистра, работающего таким образом, что очередное слагаемое добавляется к содержимому сумматора, замещая старое значение суммы, хранящееся в регистре.
Арифметико-логическое устройство
АЛУ – устройство, выполняющее над словами ряд действий. В основе АЛУ лежит сумматор, схема которого дополнена логикой, расширяющей функциональные возможности АЛУ и обеспечивающей его перестройку с одной операции на другую.
АЛУ, как правило, четырехразрядный и часто объединяется в схемы для наращивания разрядности. Логические возможности АЛУ, построенных по различным технологиям (ТТЛ, ЭСЛ, КМОП) сходны. В силу самодвойственности выполняемых операций УГО и таблица истинности устройства встречается в двух вариантах, которые отличаются взаимоинверсными значениями переменной.
Все
логические операции поразрядные, т.е.
операция над словами А
В
означает аi
bi
при отсутствии взаимовлияния разрядов.
При арифметических операциях учитываются
межразрядные переносы. 16 логических
операций воспроизводят все функции
двух переменных.
В логико-арифметических операциях встречаются и арифметические и логические операции. При этот запись подобного вида:
нужно понимать
следующим образом: в начале выполняются
операции инвертирования, логического
сложения и умножения, а затем 2 полученных
четырехразрядных числа складываются
арифметически.
При операциях над словами большей разрядности АЛУ объединяются в схемы с формированием последовательных и параллельных переносов.
Из УГО видно, что АЛУ имеет следующие входы: А и В – это входы для операндов.
S – входы выбора операций
Ci – вход переноса
M – сход, сигнал на котором задает тип выполняемой операции. (0 – арифметико-логические; 1 – логические). Результат операции получают на выходaх F: Со – выходной перенос, выходы G и H используются при наращивании разрядности и выдают функции генерации и прозрачности.
На рисунке 1 изображена схема с последовательным переносом.
На рисунке 2 – с параллельным переносом. В ней совместно с АЛУ применяются специальные микросхемы (блоки ускоренного переноса),получающие от АЛУ функции генерации, прозрачности, входной перенос, а также вырабатывающие функции генерации и прозрачности для всей группы из четырех АЛУ, что позволяет организовать перенос на следующем уровне. Функции генерации и прозрачности будут соответствовать функциям группового сумматора с параллельным переносом.