一文詳解算術(shù)運(yùn)算電路

算術(shù)運(yùn)算電路

算術(shù)運(yùn)算電路的核心為加法器.

基本加法器

1. 半加器(HA)

僅考慮兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)相加,而不考慮低位的進(jìn)位,稱(chēng)為半加。

設(shè): A、B為兩個(gè)加數(shù)，S 為本位的和，C 為本位向高位的進(jìn)位。則半加器的真值表、方程式、邏輯圖如下所示

2. 全加器

在多位數(shù)相加時(shí),除考慮本位的兩個(gè)加數(shù)外,還須考慮低位向本位的進(jìn)位.

實(shí)際參加一位數(shù)相加,必須有三個(gè)量,它們是:

本位加數(shù) Ai 、Bi ;

低位向本位的進(jìn)位 Ci-1

一位全加器的輸出結(jié)果為：

本位和 Si ;

本位向高位的進(jìn)位 Ci

全加器電路設(shè)計(jì)：

由兩個(gè)半加器實(shí)現(xiàn)一個(gè)全加器

3. 串行進(jìn)位加法器

當(dāng)有多位數(shù)相加時(shí),可模仿筆算,用全加器構(gòu)成串行進(jìn)位加法器.

四位串行進(jìn)位加法器

串行進(jìn)位加法器特點(diǎn): 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單; 運(yùn)算速度慢.

高速加法器

(1) 全并行加法器

特點(diǎn): 速度最快，電路復(fù)雜。

(2) 超前進(jìn)位加法器

設(shè)計(jì)思想: 由兩個(gè)加數(shù),首先求得各位的進(jìn)位,然后再經(jīng)全加器算出結(jié)果.

全加器的進(jìn)位表達(dá)式:

若兩個(gè)三位二進(jìn)制數(shù)相加

由Pi 、Gi 并經(jīng)過(guò)兩級(jí)門(mén)電路就可求得進(jìn)位信號(hào)C.實(shí)際實(shí)現(xiàn)中,是將求Gi和Pi的電路放進(jìn)全加器中,而將全加器中求進(jìn)位信號(hào)的電路去除.

根據(jù)Gi 、Pi 來(lái)求進(jìn)位信號(hào)C 的電路稱(chēng)為超前進(jìn)位電路(CLA)

CLA邏輯圖：

3位超前進(jìn)位加法器