Сумматоры

Сумматор (английское Adder), является простейшим цифровым устройством. Это узел ЭВМ, выполняющий арифметическое суммирование кодов чисел, т.е. он предназначен для сложения двух чисел, заданных в двоичном коде. Сравним суммирование десятичных и двоичных чисел:

 

 

Одноразрядный двоичный сумматор – это узел для сложения двух одноразрядных двоичных чисел. Он состоит из двух комбинационных схем: одна для формирования Si, вторая для определения Pi.

Одноразрядные сумматоры имеют три входа и обеспечивает сложение разрядов слагаемых и переносом из предыдущего разряда. (см. рис.5.6.).

A
B
S
P-1
P+1

 

 

Рис5.6.. Одноразрядный двоичный сумматор.

Здесь А, В. - .слагаемые данного разряда, S- сумма в том же разряде, P-1- перенос из предыдущего разряда, P+1 – перенос в старший разряд. Таблица истинности такого сумматора представлена в таблице5.3.

Таблица 5.3.истинности одноразрядного двоичного сумматора

A B P-1 S P+1

 

 

На основании этой таблицы можно составить логические формулы

Для обоих выходов S ,P+1.

 

 

 

 

Используя свойство логических функций х + х = х, второе выражение можно переписать так:

 

 

Группируя первое с четвертым, второе с пятым и третье с шестым слагаемые

и используя свойство логических функций , окончательно получим:

 

 

По этим формулам собрана схема, показанная на рис.5.7.

На схемах сумматоры обозначаются буквами SM. В отечественных сериях код, обозначающий микросхему сумматора, - ИМ.

Многоразрядные двоичные сумматоры формируются из одноразрядных, как показано на рис. 5.8.

 

 

 

 

 

 

Рис.5.7.Функциональная схема и условно-графическое обозначение одноразрядного двоичного сумматора

 

 

 

 

 

Рис.5.8. Функциональная схема и условно-графическое обозначение четырехразрядного двоичного сумматора.

 

 

Промышленность выпускает микросхемы 2-х разрядных (суммируют 2-х разрядные числа) и 4-х разрядных (суммируют 4-х разрядные числа) . Чаще всего применяют именно 4-разрядные сумматоры. На рис. 5.9 показаны для примера микросхемы 2-разрядного и 4-разрядного сумматора. Микросхема ИМ6 отличается от ИМ3 только повышенным быстродействием и номерами используемых выводов микросхемы, функция же выполняется та же самая.

 

 

Рис. 5.9. Примеры микросхем сумматоров