Лекция 13
4. Функциональные устройства комбинационного типа
Как говорилось ранее, все цифровые устройства подразделяются на комбинационные и последовательные (с памятью).
Комбинационные устройства в свою очередь бывают кодирующие и арифметические.
Среди арифметических устройств наиболее широко распространены:
– сумматоры, обозначения микросхем которых в схемах содержат буквы SM, а на корпусах этих микросхем ставят обозначения, в которых имеются буквы ИМ;
– компараторы кодов, обозначения микросхем которых в схемах содержат буквы COMP, или двойные знаки равенства = =, а на самих корпусах этих микросхем ставят обозначения, в которых имеются буквы СА, или ИП;
– схемы контроля четности, обозначения микросхем которых в схемах содержат буквы и цифры M2, а на корпусах этих микросхем ставят обозначения, в которых имеются буквы ИМ;
– арифметическо-логические устройства, обозначения микросхем которых в схемах содержат буквы ALU, а на корпусах этих микросхем ставят обозначения, в которых имеются буквы ИП.
Кодирующее устройство преобразует многоразрядный входной код в выходной код, построенный по иному закону. Работа кодирующего устройства задается таблицей истинности и не может быть описана достаточно простым алгоритмом (как, например, сумматор).
Кодирующие устройства подразделяются на:
– дешифраторы, обозначения микросхем которых в схемах содержат буквы DC, а на самих корпусах этих микросхем ставят обозначения, в которых имеются буквы ИД;
– мультиплексоры, на корпусах этих микросхем ставят обозначения, в которых имеются буквы MS, а в обозначениях этих микросхем в схемах содержатся буквы КП;
– шифраторы, обозначения микросхем которых в схемах содержат буквы CD, а на корпусах этих микросхем ставят обозначения, в которых имеются буквы ИВ;
– преобразователи произвольных кодов, обозначения микросхем которых в схемах содержат буквы X/Y, PLA, или PROM, а на самих корпусах этих микросхем ставят обозначения, в которых имеются буквы PE, РФ, или РР.
4.1. Арифметические устройства
Особенность арифметических устройств состоит в том, что двоичным сигналам, двум известным состояниям низкого и высокого уровня приписываются не только логические, но и арифметические значения 0 и 1 и действия над ними подчиняются законам арифметики.
К арифметическим относятся устройства, выполняющие арифметические действия с двоичными числам: сложение, вычитание, умножения, деления, возведение в степень, взятие логарифма и т.д. К арифметическим относятся так же специальные устройства:
для определения чётности (паритета)
для сравнивания двух многоразрядных чисел (компараторы)
для мажоритарного контроля (кворум - элементы)
Все арифметические операции с двоичными числами сводятся к сложению: вычитание – это сложение двух чисел, одно из которых представлено в обратном или дополнительном коде; умножение – это многократное сложение и сдвиг; деление – это многократное вычитание и сдвиг. Степенные, логарифмические и другие сложные функции в цифровой электронике, в ЭВМ вычисляются по приближенным формулам, включающим сложение и умножение.