Комбінаційні підсумовуючі схеми

Комбинационная схема – это логическое устройство, в котором совокупность выходных сигналов (бит, байт, слово) в дискретный момент времени T однозначно определяется входными сигналами (битом, байтом, словом), поступившими на его входы в тот же дискретный момент времени. КС с несколькими выходами может быть представлена в виде совокупности схем, у каждой из которых лишь один выход. Работа каждого выхода описывается либо таблицей истинности, либо логическим уравнением. Основными задачами изучения КС являются задачи анализа и синтеза этих схем. Задача анализа – нахождение функции, реализуемой конкретной схемой. Задача синтеза – преобразование заданной логической функции к форме, в которой ПФ представлена через логические функции заданных для реализации элементов. В цифровой технике применяется большое число типовых (стандартных) КС, выполненных в виде интегральных схем малой и средней степени интеграции.

Все многообразие КС, применяемых в цифровых устройствах, можно классифицировать по их основному функциональному назначению – по типу логической задачи, которую может решать КС в цифровом устройстве. Примерами комбинационных схем могут служить: логические схемы, шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, цифровые компараторы, сумматоры, интерфейсы и др.

Сумматор (SM) – устройство, преобразующее информационные сигналы (аналоговые или цифровые) в сигнал, эквивалентный сумме этих сигналов. При проектировании цифровых устройств кроме двоичных наиболее часто применяются двоично-десятичные сумматоры. Встречаются и другие типы сумматоров.

Числа в сумматорах складываются поразрядно, начиная с младших разрядов , как это делается при сложении двух десятичных чисел, пользуясь правилами арифметики. Сумматоры, построенные по этому принципу получили название последовательных и характеризуются невысоким быстродействием.

Возможен другой подход к суммированию двух чисел, а именно когда складываются все разряды одновременно. Такие сумматоры, получившие название параллельных, обладают высоким быстродействием, но для их реализации требуются большие аппаратурные затраты. Кроме этих двух типов сумматоров возможны и другие варианты, сочетающие особенности сумматоров обоих типов.

Выбор того или иного способа суммирования в первую очередь определяется требованиями быстродействия, и именно быстродействие является основным параметром сумматоров, определяющим его структуру. Однако основу всякого двоичного сумматора составляет одноразрядный сумматор. Сумма двух двоичных чисел с числом разрядов n может иметь число разрядов (n+1). Сумматоры бывают одноразрядные (для суммирования двух одноразрядных чисел), двухразрядные (суммируют двухразрядные числа) и четырехразрядные (суммируют четырехразрядные числа).

В цифровых устройствах применяют одноразрядные сумматоры на два и три входа, причем первый из них называют полусумматором или сумматором по модулю два, а второй — полным одноразрядным сумматором.