Анализ и синтез накапливающего сумматора

Накапливающий сумматор (НС) обычно представляет собой совокупность сумматора комбинационного типа и регистра (который хранит результаты суммирования как текущие, так и окончательные). Работает такой сумматор по формуле S_i = S_i-1 + A, где

S_i –текущая сумма,

S_i-1 –предыдущая(на предыдущем цикле суммирования),

А – очередное текущее слагаемое.

Результат замещает старое значение суммы. Очередное прибавление слагаемого тактируется синхроимпульсами. Учитывая такие особенности функционирования, накапливающие сумматоры называются иногда аккумуляторами. На схемах сумматоры обозначаются SM.

Чаще всего применяют четырехразрядные сумматоры комбинационного типа. Помимо выходных разрядов суммы и выхода переноса в сумматорах предусмотрен вход расширения С для объединения сумматоров с целью повышения разрядности.

Многоразрядные сумматоры можно построить, прибегнув к объединению синхронизирующих входов, а также соединению соответствующих входов и выходов переноса нескольких базовых сумматоров.

Эти сумматоры являются ядром арифметико-логических устройств(АЛУ), без которых, в свою очередь, не было бы процессоров. По сути, эти устройства является интегральными микросхемами, без которых не обходится ни один компьютер в целом, ни сколько-нибудь сложное цифровое устройство, где необходимо выполнять арифметические операции.

Накапливающие сумматоры применяются также, например, для формирования адреса ОЗУ, в генераторах сигналов произвольной формы.

В настоящее время НС реализуют чаще всего с помощью комбинационного сумматора и регистра.

Накапливающий сумматор представляет собой сочетание сумматора и регистра.

На рис. 5.1 регистр выполнен на D-триггерах.

Рис. 5.1

Соответственно особенностям функционирования накапливающие сумматоры называют также аккумуляторами.

В накапливающих сумматорах с последовательным переносом (рис. 5.2) слагаемые числа должны подаваться на параллельные входы разрядов сумматора последовательно во времени, обеспечивая временный интервал между поступлением двух чисел, достаточный для формирования сигнала переноса в разрядах сумматора и его передачу через линии-задержки (ЛЗ), включенные между каждыми двумя соседними разрядами по направлению от младших разрядов к старшим. Для начальной установки всех разрядов НС в состояние 0 организуется шина «Сброс». НС с последовательный переносом обладают низким быстродействием

Рис. 5.2

Синтез электрической функциональной схемы

Синтез состоит в построении функциональной электрической схемы накапливающего сумматора.

Порядок выполнения лабораторной работы

• изучить основные теоретические положения и описание лабораторной работы;
• оформить отчет по лабораторной работе, в том числе, нарисовать схему электрическую функциональную.

Отчет должен содержать

Цель работы.

Схемы электрические функциональные, таблицы переходов.

Выводы о проделанной работе.