Багато розрядний суматор послідовної дії.
Суматор послідовної дії будується на одно розрядному суматорі, на вхід якого поступають операнди, розряд за розрядом, починаючи з молодшого. Додавши молодші розряди, одно розрядний суматор формує значення суми молодшого розряду та значення переносу, який запам’ятовується в тригері.
Рисунок 5. – Структурна схема багато розрядного суматора послідовної дії.
В наступному такті додається наступний розряд операндів з значенням переносу з попереднього розряду і так дальше. Крім одно розрядного суматора в такій структурі необхідно використовувати як мінімум три регістри. Операція додавання відбувається під впливом синхроімпульсів.
Мікроелектронна база побудови суматорів.
В мікроелектронному виконанні суматори бувають одно розрядні (для підсумовування двох одно розрядних чисел), 2-х розрядні (підсумовують 2-х розрядні числа) і 4-х розрядні (підсумовують 4-х розрядні числа). Найчастіше застосовують саме 4-розрядні суматори. На рис. 6 показані для прикладу 2-розрядний і 4-розрядний суматори.
Рис. 6. - Приклади мікросхем суматорів
Мікросхема ИМ6 відрізняється від ИМ3 тільки підвищеною швидкодією і номерами використовуваних виводів мікросхеми, функція ж виконується та ж сама. Крім вихідних розрядів суми і виходу переносу, суматори мають вхід розширення (інша назва - вхід переносу) С для об'єднання декількох суматорів з метою збільшення розрядності. Якщо на цей вхід приходить одиниця, то вихідна сума збільшується на одиницю, якщо ж приходить нуль, то вихідна сума не збільшується. Якщо використовується одна мікросхема суматора, то на її вхід розширення С необхідно подати нуль.
Для прикладу в табл. 3 наведена повна таблиця істинності 2-розрядного суматора ИМ2. Як видно з таблиці, вихідний 3-розрядний код (Р, S1, S0) дорівнює сумі вхідних 2-розрядних кодів (А1, А0) і (В1, В0), а також сигналу С. Нульові розряди - молодші, перші розряди - старші. Повна таблиця істинності 4-розрядного суматора буде надмірно великою, тому ми її не розглядаємо. Але суть її роботи залишається точно такою ж, як і у випадку 2-розрядного суматора.
Таблиця 3. Таблиця істиності мікросхеми 2 - розрядного суматора ИМ2 |
|||||||||
Входи |
Выходи |
||||||||
|
C=0 |
C=1 |
|||||||
A1 |
A0 |
B1 |
B0 |
P |
S1 |
S0 |
P |
S1 |
S0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
Каскадувати суматори для збільшення розрядності дуже просто. Треба сигнал з виходу переносу суматора, що додає молодші розряди, подати на вхід переносу суматора, обробного старші розряди (рис. 7). При об'єднанні трьох 4-розрядних суматорів виходить 12-розрядний суматор, що має додатковий 13-й розряд (вихід переносу Р).
Рис. 7. Каскадування суматорів ИМ6 для збільшення розрядності
Невизначені стани на виходах суматора можуть виникати при будь-якій зміні будь-якого з вхідних кодів. Вихідний код суми може приймати протягом короткого часу значення, ніяк не пов'язані з вхідними кодами, а на виході перенесення можуть з'являтися короткі паразитні імпульси. Це пов'язано насамперед з неодночасним зміною розрядів вхідних кодів. Щоб уникнути впливу цих невизначених станів на подальшу схему, необхідно передбачати синхронізацію або стробування вихідних сигналів. Але для цього треба мати інформацію про моменти зміни вхідних кодів, яка є далеко не завжди.
Рис. 8. Невизначені стани на виходах суматора при зміні вхідних кодів
