Сумматоры

Сумматором называют устройство, осуществляющее арифметическое сложение двоичных чисел. Сумматор является одним из основных элементов ЭВМ, выполняющим арифметические операции. Сложение многоразрядных двоичных чисел производится однотипными действиями, осуществляемыми в каждом разряде с помощью одноразрядного двоич­ного сумматора.

Для сложения многоразрядных двоичных чисел используют многоразрядные сумматоры, которые в зависимости от ввода чисел делятся на две группы: последовательного и параллельного действия. Сумматор последовательного действия складывает разряды суммируемых чисел последовательно, начиная с младших. Для сумматора последовательного действия характерно малое количество элементов, однако он обладает низким быстродействием.

Сумматор параллельного действия выполняется многоразрядным, его каждый разряд образован одноразрядным сумматором. Сложение многоразрядных двоичных чисел производится однотипными действиями, осуществляемыми в каждом разряде с помощью одноразрядных двоич­ных сумматоров. Схема комбинационного одноразрядного сумматора для сложения младших разрядов двух чисел приведена на рис. 9.1. В двоичном одноразрядном сумматоре путем сложения по модулю 2 определяется сумма чисел в каждом разряде. Операция сложения выполняется путем подачи соответствующих разрядов двух D-триггеров.

Логика работы сумматора иллюстрируется таблицей 9.1. Проанализируем, как осуществляется операция сло­жения. Если, например, а = 1, b = 0, то на выходе элемента И1 вырабаты­вается сигнал a `b = 1, а на выходе элемента И2 – 0. В резуль­тате на выходе элемента ИЛИ сигнал суммы S = 1.

Аналогично формируется сигнал суммы в каждом разряде двоичного одноразрядного сумматора и при других сочетаниях входных чисел. Кроме сигнала суммы на выходе должен формироваться и сигнал пере­носа в старший разряд, если сумма, полученная при сложении двух чисел, превышает 1. Подобный сигнал формируется на выходе элемента И3.