Сумматоры и вычитатели

Сумматорами называют узлы которые выполняют сложение двоичных чисел в различных кодах.

Как сумматоры, так и вычитатели предназначены для выполнения основных арифметических операций – сложения и вычитания. Имея на входе дополнительные средства для изменения знака второго аргумента, сумматор может прибавлять к первому слагаемому второе с измененным знаком, т.е. вычитать, а вычитатель – вычитать из уменьшаемого вычитаемое с измененным знаком, т.е. прибавлять. Таким образом в арифметическо - логических устройствах (АЛУ) в большинстве случаев используется только один из двух рассматриваемых узлов. Традиционно это сумматор, хотя по всем показателям вычитатель не уступает сумматору.

Сумматоры подразделяются на:

­ параллельные

­ последовательные

­ одноразрядные

­ многоразрядные

­ комбинационные

­ накапливающие

­ двоичные

­ двоично-десятичные

Операции сложения и вычитания бывают последовательные и параллельные.

Под последовательностью понимается поочередное (заряд за зарядом) сложение или вычитание на одноразрядной схеме с задержкой переносов \займов для использования их как третьих аргументов в следующем такте, т.е. разряде. См рис

Последовательное сложение / вычитание многотактное, требует сложной общей организации динамического хранения аргументов и результата, поэтому в арифметическо - логических устройствах подобная организация практически не применяется.

При параллельных сложениях и вычитаниях используется n-одноразрядных сумматоров/ вычитателей (по числу разрядов) взаимодействующих между собой по цепям переносов\займов.

В зависимости от разрядности суммирующихся чисел они подразделяются на одно и многоразрядные.

Одноразрядный сумматор суммирует только один разряд двоичных чисел. При сложении двух цифр может возникнуть перенос в старший разряд. В результате в следующем разряде появиться необходимость суммировать три цифры 2 цифры данного разряда и одну цифру переноса из старшего разряда. Поэтому одноразрядные сумматоры могут иметь два полусумматора и сумматор входа.

По способу организации процесса суммирования и принципа построения различают сумматоры комбинационные и накапливающие.

В сумматоре комбинационного типа значение суммы и переноса образуется при одновременном поступлении слагаемых. Функциональная схема сумматора данного типа создается на основных логических элементах «И» , «ИЛИ», «НЕ». В сумматоре накапливающего типа слагаемые поступают одно за другим с интервалом равным, периоду повторения тактовых импульсов.