การบวกและการลบเป็นการดำเนินการพื้นฐานในระบบดิจิทัล ระบบควบคุม & การประมวลผลสัญญาณดิจิตอล . ระบบเหล่านี้ได้รับอิทธิพลจากแอดเดอร์และตัวลบโดยให้การทำงานที่แม่นยำและรวดเร็ว ตัวเพิ่มและตัวลบมีบทบาทสำคัญในระบบดิจิทัลเนื่องจากมีการใช้งานที่หลากหลายในการดำเนินการดิจิทัลอื่น ๆ เช่นการคูณการลบและการหาร ดังนั้นการปรับปรุงประสิทธิภาพของสิ่งเหล่านี้จะดำเนินการดำเนินการไบนารีภายในวงจร ประสิทธิภาพของวงจรดิจิตอลสามารถประมาณได้โดยการประเมินความเร็วในการทำงานพื้นที่รูปแบบและการกระจายกำลังไฟฟ้า บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของ adder ขนานและตัวลบคู่ขนาน
Parallel Adder และ Parallel Subtractor คืออะไร?
เส้นขนาน แอดเดอร์ และตัวลบแบบขนานส่วนใหญ่จะกล่าวถึงคำจำกัดความการทำงานข้อดีและข้อเสีย
Parallel Adder คืออะไร?
วงจรดิจิทัลที่ใช้ในการเพิ่มเลขฐานสองสองตัวและการพกพา i / p โดยที่ความยาวของบิตหนึ่งมีขนาดใหญ่กว่าอีกบิตหนึ่งและทำงานควบคู่ไปกับคู่บิตที่เท่ากัน การจัดเรียง adder แบบขนานสามารถทำได้โดยการจัดเรียงตัวเติมเต็ม (FA) ในรูปแบบโซ่ที่นำ o / p จากทุกๆ adder เต็ม (FA1) สามารถเชื่อมโยงกับ carry i / p ของ full adder ตัวถัดไป (FA2) ภายในโซ่ แผนภาพของ adder ขนานแสดงไว้ด้านล่าง
ขนานแอดเดอร์
การทำงานของแอดเดอร์ขนาน n-bit สามารถทำได้โดยใช้ n-full adders ในทำนองเดียวกันสำหรับ adder แบบขนาน 2 บิตจำเป็นต้องมีตัวเพิ่มสองตัว โดยทั่วไปแอดเดอร์เหล่านี้รวมถึงตรรกะของ มองไปข้างหน้า เพื่อให้แน่ใจว่าการแพร่กระจายของการบรรทุกระหว่างขั้นตอนถัดไปไม่ จำกัด ความเร็วของการเพิ่ม
การทำงานของ Parallel Adder
แผนภาพ adder แบบขนานแสดงไว้ด้านบน ในนั้นแอดเดอร์เต็มตัวแรกเช่น FA1 ผลรวมเช่น 'S1' สามารถสร้างได้โดยการเพิ่ม A1 และ B1 ด้วยการพกพา 'C1' การพกพา 'C2' เชื่อมต่อกับแอดเดอร์ตัวที่สองในสาย
หลังจากนั้น adder ตัวที่สองเช่น FA2 จะใช้ 'C2' carry bit เพื่อแทรกบิตอินพุต A2 และ B2 เพื่อสร้างผลรวม S2 & C3 ในทำนองเดียวกันกระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปสำหรับตัวเติมเต็มที่เหลือจนกระทั่งแอดเดอร์เต็มตัวที่ n ใช้ Cn carry bit เพื่อแทรกอินพุตเช่น An & Bn เพื่อสร้างบิตสุดท้ายของ o / p ด้วย Cout (บิตพกสุดท้าย)
Parallel Subtractor คืออะไร?
วงจรดิจิทัลที่ใช้ในการคำนวณความแตกต่างทางคณิตศาสตร์ระหว่างคู่ไบนารีสองคู่เรียกว่าตัวลบแบบขนาน ในบิตไบนารีความยาวของหนึ่งบิตจะสูงกว่าบิตอื่น ๆ การออกแบบตัวลบนี้สามารถทำได้หลายวิธีเช่นการรวมกันของตัวลบเต็มทั้งหมดหรือตัวลบครึ่งตัวและตัวเต็มหรือ FA ทั้งหมดที่มี i / p ของส่วนเสริมการลบ แผนภาพของตัวลบขนานแสดงด้านล่าง
ขนานลบ
ในการลบขนาน n-bit o / p ที่ต้องการสามารถทำได้โดยการเรียงซ้อนตัวลบเต็ม n การเชื่อมต่อนี้คล้ายกับ adder แบบขนาน 4 บิต การลบนี้สามารถทำได้จากแต่ละบิตไปยังบิตคู่ขนาน หากมีการสร้างการยืมก็จะแพร่กระจายในช่วงน้ำตกของ ตัวลบเต็ม .
การทำงานของ Parallel Subtractor
ดังที่แสดงในแผนภาพตัวลบแบบขนานด้านบนตัวลบสามารถจัดเรียงด้วยการรวมกันของ FA ทั้งหมดกับส่วนเสริมการลบ i / p
ขั้นตอนการลบสามารถทำได้โดยพิจารณาการบวก minuend ด้วยส่วนเติมเต็มของ subtrahend’s 2 ดังนั้นการลบแบบขนานจึงทำได้
ส่วนเติมเต็มของตัวเลขทั้งสองสามารถทำได้โดยการแปลงเลขฐานสองให้เป็นส่วนเติมเต็มของ 1 ส่วนเสริม 1 คือการลบเลขฐานสอง ที่นี่โดยการเพิ่ม 1 ใน LSB บิตของ 1 ส่วนเติมเต็มของ 2 จะได้รับ
โดยใช้ ประตูตรรกะ ส่วนเสริม 1 ของ 'B' สามารถเข้าถึงได้ผ่านประตูตรรกะ NOT และเพิ่ม '1' ตลอดการพกพาเพื่อรับส่วนเติมเต็มของ 2 เป็น 'B' นอกจากนี้ยังเพิ่มเข้าไปใน 'A' เพื่อทำการลบเลขคณิต
ขั้นตอนนี้จะดำเนินต่อไปจนถึง adder ตัวสุดท้ายเช่น 'FAn' และใช้บิตพกพา 'Cn' เพื่อรวมกับ i / p 'An' และส่วนเติมเต็มของ 'Bn' 2 ตัวเพื่อสร้างบิต o / p สุดท้ายด้วย สุดท้ายดำเนินการบิต 'Cout'
ข้อดี
ข้อดีของ adder และ subtractor แบบขนาน รวมสิ่งต่อไปนี้
- การทำงานของ adder หรือ subtractor นี้เร็วกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ serial adder หรือ subtractor
- เวลาที่ต้องการในการบวกไม่ได้ขึ้นอยู่กับจำนวนบิต
- บิตทั้งหมดในนี้จะถูกเพิ่มหรือลบในแต่ละครั้งดังนั้น o / p จะอยู่ในรูปแบบขนาน
- มันไม่แพง
- สิ่งเหล่านี้เร็วกว่าเมื่อเทียบกับคู่อนุกรม
ข้อเสียของ Parallel Adder / Parallel Subtractor
ข้อเสียของ adder และ subtractor แบบขนาน รวมสิ่งต่อไปนี้
- ในกระบวนการลูกโซ่แอดเดอร์เต็มแต่ละตัวจะต้องรอการดำเนินการของแอดเดอร์ก่อนหน้า
- adder / subtractor ทุกตัวในกระบวนการ chain จะได้รับอินพุตไปยังพอร์ตของพวกเขาทันที แต่พอร์ตเช่นพกพาหรือยืมไม่ได้รับ i / ps จนกว่า adder / subtractor ก่อนหน้าจะดำเนินการเสร็จสิ้น
- ความล่าช้าจะเกิดขึ้นดังนั้นจึงเพิ่มขึ้นเมื่อไม่มี ของ FA หรือตัวลบเต็มเพิ่มขึ้น
- ไม่รวมถึงการดำเนินการก่อนหน้านี้ในขั้นตอนการเพิ่ม
- ดังนั้นจึงไม่เหมาะสำหรับการเรียงซ้อนที่ใช้ในการเพิ่มแบบหลายบิต
- เมื่อใช้ FAs ภายในการจัดเรียงแบบโซ่แล้วความสามารถของเอาต์พุตจะลดลง
คำถามที่พบบ่อย
1). แอดเดอร์คืออะไร?
วงจรดิจิทัลที่ใช้ในการเพิ่มตัวเลข
2). Subtractor คืออะไร?
วงจรลอจิกอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการคำนวณความแตกต่างระหว่างเลขฐานสองสองตัว
3). Adders ประเภทต่างๆมีอะไรบ้าง?
พวกนี้เป็นแอดเดอร์ครึ่งตัวแอดเดอร์ตัวเต็มและแอดเดอร์หลายบิต
4). Multi-bit Adders คืออะไร?
พวกมันคือตัวต่ออนุกรมและตัวต่อขนาน
ดังนั้นนี่คือภาพรวมของเส้นขนาน adder และ subtractor และข้อดีและข้อเสีย Adders เช่นเดียวกับตัวลบถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในหน่วยลอจิกเลขคณิตของคอมพิวเตอร์เพื่อคำนวณการเพิ่มและใน CPU และ GPU สำหรับการใช้งานกราฟิกเพื่อลดความซับซ้อนของวงจร นี่คือคำถามสำหรับคุณอะไรคือความแตกต่างระหว่าง adder และ subtractor?
