Опис і класифікація існуючих суматорів

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Львівський національний університет імені Івана Франка

Природничий коледж

 

Курсова робота

ПРОЕКТУВАННЯ ДВІЙКОВО-ДЕСЯТКОВИХ СУМАТОРІВ

 

Виконав:

студент групи ЕЛК – 31

Лемешко О.П.

Наук. керівник

доц. Рабик В.Г.

 

 

Львів - 2010 р.

Зміст

 

Вступ………………………………………………………………………………….3

1.Опис і класифікація існуючих суматорів ……………………………...………….…4
1.1. Однорозрядні схеми суматорів ………………..……………………….…………....6
2. Багаторозрядний послідовний суматор ………………………………………..…..13
3. Двійково-десяткові суматори ……………………………………………...…………16
3.1. Двійково-десяткові коди………………………………………………………...…..16
3.2. Двійково-десятковий суматор в коді 8-4-2-1………………………………..…..21
3.3. Двійково-десятковий суматор в коді “з надлишком 3”…………………...….22
3.4. Двійково-десятковий суматор в коді, що самодоповнюється (2-4-2-1)….24
4. Проектування суматора в Electronics Workbench..................................................27
Висновки

Література

Вступ

Сучасний етап розвитку науково - технічного прогресу характеризується широким використанням електроніки та мікроелектроніки в усіх сферах життєдіяльності людини. Важливу роль при цьому зіграла поява та швидкий розвиток інтегральних мікросхем – основної елементної бази сучасної електроніки.

Цифрові методи та цифрові пристрої реалізовані на інтегральних мікросхемах різної степені інтеграції, в тому числі з допомогою мікропроцесорів та мікроконтролерів, знайшли широке використання в цифрових системах передачі та поширення інформації, в телевізійній техніці та радіомовленні, апаратурі зв’язку, побутовій техніці.

Арифметично – логічні інтегральні мікросхеми є невід’ємною частиною мікропроцесорів та мікроконтролерів і призначені для виконання арифметичних та логічних операцій над числами, представленими двійковими, двійково – десятковими та іншими кодами. Виконання арифметичних операції в арифметично – логічних пристроях виконується з допомогою суматорів.

Суматором називається цифровий пристрій, який виконує арифметичне додавання двох чисел, представлених сигналами на його входах. При необхідності суматори з допомогою деяких додаткових операції (зсуву числа, інверсія коду числа) можуть виконувати алгебраїчне додавання, віднімання, множення та ділення, порівняння чисел та інші дії над числами.

В даній курсовій роботі розглянуто питання пов’язані з синтезом та роботою суматорів. Зокрема, розглянуто реалізацію двійково-десяткових суматорів в різних кодах та основні властивості кодів.

 

Опис і класифікація існуючих суматорів

 

Суматори – це цифрові пристрої, що виконують арифметичне додавання кодів двох чисел. При арифметичному додаванні виконуються й інші додаткові операції: врахування знаків чисел, вирівнювання порядків доданків і т.д. Вказані операції виконуються в арифметично-логічних пристроях (АЛП), процесорних елементах, ядром яких є суматор. Суматори класифікуються по різних ознаках [ ___ ].

По кількості чисел, що одночасно обробляються:

· однорозрядні;

· багаторозрядні.

По числу входів та виходів:

· чвертьсуматори (елементи “додавання по mod 2” або “виключаюче АБО”), що характеризуються наявністю двох входів, на які подаються однорозрядні числа і одним виходом, що представляє собою арифметичну суму даного розряду;

· напівсуматори, що характеризуються наявністю двох входів, на які подаються однорозрядні числа, і двома виходами: один представляє собою арифметичну сума даного розряду, а другий – переповнення (перенесення) в старший розряд;

· повні однорозрядні двійкові суматори, що характеризуються наявністю трьох входів, на які подаються однойменні розряди двох чисел, що додаються, і переповнення з попереднього розряду, і двома виходами: один представляє собою арифметичну сума даного розряду, а другий - переповнення в старший розряд.

За способом представлення і обробки даних багаторозрядні суматори діляться на:

· послідовні, обробка даних в яких відбувається почергово, розряд за розрядом, на одній і тій же схемі;

· паралельні, доданки в яких додаються одночасно по всіх розрядах, і для кожного розряду є своя схема.

За способом організації міжрозрядних перенесень паралельні суматори, що реалізують структурні методи, діляться на суматори:

· з послідовним перенесенням;

· з паралельним перенесенням;

· з груповою структурою;

· з спеціальною організацією кіл перенесень.

У суматорах з груповою структурою розрядна сітка розділена на поля, що обробляються групами розрядних схем. В загальному випадку поле має різне число розрядів. В групах і між ними можуть використовуватися різні способи перенесення, причому в найменуваннях суматорів спочатку вказується вид перенесення всередині групи. Наприклад, термін “суматор з паралельно- паралельним перенесенням” вказує на суматор з груповою структурою, в якому в групах і між ними здійснюється паралельне перенесення.

За способом виконання операції додавання і можливостями збереження результату додавання можна виділити два основних види суматорів:

· комбінаційний (виконує операцію S=A+B і результат видається по мірі його утворення);

· накопичуючий (виконує операцію S=A+B і результат додавання запам’ятовується).

Накопичуючий суматор будується або на тригерах, або по структурі комбінаційний суматор - регістр збереження.

Залежно від системи числення розрізняють наступні суматори:

· двійкові;

· двійково-десяткові;

· десяткові.

Суматори характеризуються такими часами затримки поширення сигналу:

· – від подачі вхідного перенесення до встановлення всіх виходів суми при постійному рівні на всіх входах доданків;

· – від одночасної подачі всіх доданків до встановлення всіх виходів суми при постійному рівні на вході переносу;

· – від подачі вхідного перенесення до встановлення вихідного перенесення при постійному рівні на всіх входах доданків;

· – від подачі всіх доданків до встановлення вихідного перенесння при постійному рівні на всіх входах доданків.