תוספות וחיסור הן פעולות בסיסיות במערכת דיגיטלית, מערכת בקרה & עיבוד אותות דיגיטלי . מערכות אלה מושפעות מהתוספים והחסרנים על ידי מתן פעולות מדויקות ומהירות. מוספים וחסרים ממלאים תפקיד חיוני במערכות דיגיטליות בשל השימוש הרחב שלהם בפעולות דיגיטליות אחרות כמו כפל, חיסור וחלוקה. לכן, שיפור הביצועים של אלה יתקדם בביצוע פעולות בינאריות בתוך מעגל. ניתן לאמוד את ביצועי המעגל הדיגיטלי על ידי הערכת מהירות ההפעלה, אזור הפריסה ופיזור הכוח. מאמר זה דן בסקירה כללית של המוסף המקביל והחסר המקביל.
מה הם מקבילים ומחסנים מקבילים?
ההקבלה פֶּתֶן וחיסור מקביל דן בעיקר בהגדרותיו, עבודהו, יתרונותיו וחסרונותיו.
מהו מוסף מקביל?
מעגל דיגיטלי המשמש לביצוע תוספת של שני מספרים בינאריים ו- i / p נשיאה, כאשר אורכו של סיבית אחד גדול יותר מסיבית אחרת ופועל במקביל לזוגות סיביות מקבילים. סידור התוספת המקבילה יכול להיעשות על ידי סידור התוספות המלאות (FA) במודל שרשרת שבו הנושא / ע מוסף מלא ניתן לקשר (FA1) לנשיאת ה- i / p של התוסף הבא (FA2) הבא בתוך השרשרת. התרשים של התוספת המקבילה מוצג להלן.
מקביל-מוסף
ניתן לבצע את פעולת התוספת במקביל n-bit באמצעות תוספות n-full. באופן דומה, עבור התוספת המקבילה של 2 סיביות נדרשים שני תוספים. באופן כללי, תוספות אלה כוללות את ההיגיון של לשאת להסתכל קדימה כדי לוודא כי התפשטות הנשיאה בין תוספת השלב הבא אינה מגבילה את מהירות התוספת.
עבודה של תוספת מקבילה
דיאגרמת התוספות המקבילה מוצגת לעיל. בכך, ניתן ליצור את התוספת המלאה הראשונה כמו FA1, את הסכום כמו 'S1' על ידי הוספת A1 & B1 עם ה- 'C1'. ה- C2 'נשא מחובר למוסף השני בשרשרת.
לאחר מכן, התוספת המלאה השנייה כמו FA2 משתמשת בסיבית 'C2' כדי להכניס את סיביות הקלט A2 ו- B2 כדי לייצר את סכום ה- S2 & C3. באופן דומה, תהליך זה נמשך עבור התוספים המלאים הנותרים עד שהמוסף המלא התשיעי משתמש ב- bit Cn לנשיאה כדי להכניס את התשומות שלו כמו An & Bn כדי לייצר את הסיבית הסופית של ה- o / p עם Cout (סיבית ה- carry האחרונה).
מהו גורם מקביל?
מעגל דיגיטלי המשמש לחישוב ההפרש האריתמטי בין שני זוגות ביטים בינאריים ידוע כמחסר מקביל. כאן בסיביות בינאריות אורכו של סיבית אחד גבוה יותר מסיביות אחרות. תכנון של חיסור זה יכול להיעשות בדרכים שונות כמו שילוב של כל הגורעים המלאים או חצי הגורעים המלאים או כל ה FAs עם ה- i / p של השלמת הסאב-טראנד. התרשים של החסר המקביל מוצג להלן.
מקביל-חיסור
בחיסור המקביל n-bit, ניתן להשיג את ה- o / p הרצוי על ידי מפלת החיסור המלא n. החיבור של זה דומה למוסף המקביל של 4 סיביות. החיסור של זה יכול להיעשות מכל ביט לסיבית המקבילה שלו. אם נוצרת הלוואה, היא מתפשטת במהלך המפל של מחסר מלא .
עבודה של חיסור מקביל
כפי שמוצג בתרשים החיסור המקביל לעיל, ניתן לסדר את החסר בשילוב של כל ה- FAs עם i / p משלים המשנה.
הליך החיסור יכול להיעשות על ידי בחינת תוספת של מינונט עם השלמת 2 של תת-טראנד. כך שניתן לבצע חיסור מקביל.
ניתן לבצע את השלמתם של השניים על ידי המרת המספר הבינארי למשלם 1. כאן ההשלמה של 1 היא לשלול את המספר הבינארי. כאן, על ידי הוספת 1 לסיבית LSB של השלמה 1, ניתן להשיג את ההשלמה של 2.
על ידי שימוש ב שערים לוגיים , ניתן להשיג את השלמת ה- 1 של 'B' דרך השער ההיגיון NOT ו- '1' מתווסף לאורך כל ה- carry כדי לקבל את השלמת ה- 2 של 'B'. יתר על כן, זה מתווסף ל- 'A' כדי לבצע את החיסור האריתמטי.
הליך זה ימשיך עד התוספת המלאה הסופית כמו 'FAn' והיא משתמשת בסיבית הסיבית 'Cn' כדי לכלול עם ה- i / p שלה 'An' וכן השלמה של 2 של 'Bn' כדי לייצר את ה- o / p הסופי עם סיבית נשיאה סופית 'Cout'.
יתרונות
ה יתרונות של מוסף וחיסור מקבילים כלול את הבאים.
- פעולתו של מוסף או מחסר זה מהירה יותר כאשר היא מנוגדת למגדל או לחיסור סדרתי.
- הזמן הדרוש להוספה אינו תלוי בספרת הביטים.
- כל הסיביות בזה מתווספות או מופחתות בכל פעם, כך שה o / p יהיה בצורה מקבילה.
- זה לא יקר.
- אלה מהירים יותר בהשוואה לעמיתים סדרתיים.
חסרונות של מוסף מקביל / מחליף מקביל
ה חסרונות של מוסף וחיסור מקבילים כלול את הבאים.
- בתהליך שרשרת, כל מוסף מלא חייב להמתין לסחיבת התוספת הקודמת.
- כל תוסף / חיסור בתהליך השרשרת יקבל תשומות ליציאות שלהם באופן מיידי. אך היציאות כמו נשיאה או השאלה אינן רוכשות את i / ps שלהן עד שהמוסף / החסר הקודם ישלים את התהליך.
- כך שיהיה עיכוב כך שהוא מוסיף פעם אחת כלא. של FAs או גורמים מלאים מגדילה.
- זה לא כולל נשיאה קודמת בתהליך ההוספה.
- לכן זה לא מתאים למפל מים המשמש בתוספת רב סיביות.
- ברגע שמשמשים FAs בתוך סידור שרשרת, ניתן להפחית את היכולת של כונן הפלט.
שאלות נפוצות
1). מהו התוספתן?
מעגל דיגיטלי המשמש לביצוע תוספת מספרים
2). מהו חיסור?
מעגל לוגי אלקטרוני המשמש לחישוב ההבדל בין שני מספרים בינאריים.
3). מהם סוגי התוספות השונים?
הם חצי תוספות, תוספות מלאות, ותוספות מרובות סיביות.
4). מהם תוספות מרובות סיביות?
הם מוסיפים סדרתיים ותוספים מקבילים.
לפיכך, זה הכל על סקירה כללית של ההקבלה מוסף וחסר , ויתרונותיהם וחסרונותיהם. תוספים, כמו גם חיסורים, נמצאים בשימוש נרחב ביחידת הלוגיקה האריתמטית של מחשב לצורך חישוב תוספת ובמעבד ו- GPU ליישומי גרפיקה כדי להקטין את מורכבות המעגל. הנה שאלה עבורך, מה ההבדל בין מוסף לחיסור?
