Сумматоры

Сумматором называется комбинационное цифровое устройство, предназначенное для выполнения операции арифметического сложения чисел, представленных в виде двоичных кодов. По принципу обработки разрядов чисел различают последовательные и параллельные сумматоры. В последовательных сумматорах сложение чисел осуществляется поразрядно, последовательно, в параллельных – все разряды обрабатываются одновременно.

По числу выводов различают полусумматоры, одноразрядные сумматоры и многоразрядные сумматоры.

Полусумматоры и одноразрядные сумматоры. Cложение двух одноразрядных двоичных чисел характеризуется таблицей сложения (таблицей истинности), в которой отражаются значения входных чисел А и В, значение результата суммирования S и значение переноса в старший разряд Р (рис. 22.1).

Работа устройства, реализующего таблицу истинности, описывается следующими уравнениями:

= A B, .

Очевидно, что по отношению к столбцу S реализуется логическая функция «исключающее ИЛИ».

Поскольку полусумматор имеет только два входа, он может использоваться для суммирования лишь в младшем разряде.

При суммировании двух многоразрядных чисел для каждого разряда (кроме младшего) необходимо использовать устройство, имеющее дополнительный вход переноса. Такое устройство (рис. 22.3) называют полным сумматором и его можно представить как объединение двух полусумматоров (Р_ВХ – дополнительный вход переноса). Сумматор обозначают через SM.

Многоразрядные сумматоры. Соединяя определенным образом полусумматоры и полные сумматоры друг с другом, получают устройство для выполнения сложения нескольких разрядов двоичных чисел.

В качестве примера рассмотрим устройство для сложения двух трехразрядных двоичных чисел А2A1А0 и В2В1B0, где А0 и В0 – младшие разряды двоичных чисел (рис. 22.4).

На выходах S1 – S3 формируется код суммы чисел А2А1А0 и В2В1В0, а на выходе Р3 – сигнал переноса в следующую микросхему, так как при сложении двух трехразрядных двоичных чисел может получиться четырехразрядное число.

Рассмотренный сумматор называется параллельным сумматором.