Структура сумматора. Принцип его работы
В цифровых системах автоматики сумматоры применяют для выполнения любых арифметических действий над двоичными числами (цифровыми сигналами). Использование правил арифметического сложения целых чисел в сочетании с операциями логических сдвигов (вправо или влево) позволяет вычислительным устройствам систем цифровой автоматики выполнять любые алгебраические операции над двоичными числами (сигналами). Поэтому сумматоры являются частью АЛУ (алгебраическо- логических устройств) этих систем. Сумматоры работают по арифметическим правилам, изложенным в таблице 9.
По этим правилам происходит поразрядное сложение двух двоичных чисел с учетом значения единицы переноса в младшем (предыдущем) разряде. Логическая схема двухразрядного сумматора представлена на Рис. 58.
Рис. 58. Структура двухразрядного сумматора.
Принцип работы каждого разряда сумматора определен параметрами отдельной строки таблицы 9. Так если в младшем разряде обеих слагаемых находятся нули (т.е. А1=В1=0), то появление нулей на элементах «И-НЕ» второго уровня обеспечивает на их выходах появление единиц, которые элементом «И-НЕ» третьего уровня обнуляют результат суммы в этом разряде т.е. S1=0. Аналогично если А1=В1=0 то элемент «И-НЕ» первого уровня на выходе дает единицу, которая инвертором превращает в ноль единицу переноса, т.е. и в этом случае Р1=0. Появление единицы в суммируемом разряде одного из слагаемых (А 1=1 или В 1=1) вызывает обнуление входов только одного из элементом «И-НЕ» второго уровня, поэтому один из этих элементов всегда дает нулевой выход, что вызывает на выходе элемента «И-НЕ» третьего уровня появление единицы (т.е. в этом случае Sl=l).
Появление единицы с суммируемом разряде только у одного из слагаемых не меняет единичного выхода элемента «И-НЕ» первого уровня, поэтому в этом случае единица переноса остается на нулевом уровне. Только в случае двух единиц в слагаемом разряде единица переноса по той же причине может быть на единичном уровне, но сумма слагаемых разрядов в этом случае нулевая.