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電子發燒友網>電子資料下載>電子資料>加法器和反向加法器的基本原理

加法器和反向加法器的基本原理

2020-12-08 | pdf | 0.19 MB | 次下載 | 2積分

資料介紹

  什么是加法器

  加法器是為了實現加法的,即是產生數的和的裝置。

  加數和被加數為輸入,和數與進位為輸出的裝置為半加器。若加數、被加數與低位的進位數為輸入,而和數與進位為輸出則為全加器。常用作計算機算術邏輯部件,執行邏輯操作、移位與指令調用。

  對于 1 位的二進制加法,相關的有五個量: 1)被加數 A; 2)被加數 B; 3)前一位的進位 CIN; 4)此位二數相加的和 S; 5)此位二數相加產生的進位 COUT; 前三個量為輸入量,后兩個量為輸出量,五個量均為 1 位。對于 32 位的二進制加法,相關的也有五個量: 1)被加數 A(32 位); 2)被加數 B(32 位); 3)前一位的進位 CIN(1 位); 4)此位二數相加的和 S(32 位); 5)此位二數相加產生的進位 COUT(1 位)。要實現 32 位的二進制加法,一種自然的想法就是將 1 位的二進制加法重復 32 次(即逐位進位加法器)。這樣做無疑是可行且易行的,但由于每一位的 CIN 都是由前一位的 COUT 提供的,所以第 2 位必須在第 1 位計算出結果后,才能開始計算;第 3 位必須在第 2 位計算出結果后,才能開始計算,等等。而最后的第 32 位必須在前 31 位全部計算出結果后,才能開始計算。這樣的方法,使得實現 32 位的二進制加法所需的時間是實現 1 位的二進制加法的時間的 32 倍。 ?基本方法可以看出,上面的方法是將 32 位的加法,1 位 1 位串行進行的,要縮短進行的時間,就應設法使上述進行過程并行化。 ?類型以單位元的加法器來說,有兩種基本的類型:半加器和全加器。

  半加器有兩個輸入和兩個輸出,輸入可以標識為 A、B 或 X、Y,輸出通常標識為和 S 和進制 C。A 和 B 經 XOR 運算后即為 S,經 AND 運算后即為 C。全加器引入了進制值的輸入,以計算較大的數。為區分全加器的兩個進制線,在輸入端的記作 Ci 或 Cin,在輸出端的則記作 Co 或 Cout。半加器簡寫為 H.A.,全加器簡寫為 F.A.。半加器:半加器的電路圖半加器有兩個二進制的輸入,其將輸入的值相加,并輸出結果到和(Sum)、進制(Carry)。半加器雖能產生進制值,但半加器本身并不能處理進制值。全加器:全加器三個二進制的輸入,其中一個是進制值的輸入,所以全加器可以處理進制值。全加器可以用兩個半加器組合而成。注意,進制輸出端的最末個 OR 閘,也可用 XOR 閘來代替,且無需更改其余的部分。因為 OR 閘和 XOR 閘只有當輸入皆為 1 時才有差別,而這個可能性已不存在。加法器原理設一個 n 位的加法器的第 i 位輸入為 ai、bi、ci,輸出 si 和 ci+1,其中 ci 是低位來的進位,ci+1(i=n-1,n-2,…,1,0)是向高位的進位,c0 是整個加法器的進位輸入,而 cn 是整個加法器的進位輸出。

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