Las sumas y restas son operaciones fundamentales en un sistema digital, sistema de control & procesamiento de señales digitales . Estos sistemas están influenciados por los sumadores y sustractores al proporcionar operaciones precisas y rápidas. Los sumadores y sustractores juegan un papel esencial en los sistemas digitales debido a su amplio uso en otras operaciones digitales como multiplicación, resta y división. Por lo tanto, mejorar el rendimiento de estos hará progresar la ejecución de operaciones binarias dentro de un circuito. El rendimiento del circuito digital se puede estimar evaluando su velocidad de funcionamiento, el área de diseño y la disipación de potencia. Este artículo analiza una descripción general del sumador paralelo y el restador paralelo.
¿Qué son el sumador paralelo y el restador paralelo?
El paralelo sumador y el restador paralelo discuten principalmente sus definiciones, funcionamiento, ventajas y desventajas.
¿Qué es un sumador paralelo?
Un circuito digital que se utiliza para realizar la suma de dos números binarios y un acarreo i / p, donde la longitud de un bit es mayor que la de otro bit y opera en paralelo con pares de bits equivalentes. La disposición del sumador paralelo se puede hacer organizando los sumadores completos (FA) en un modelo de cadena donde el acarreo de cada sumador completo (FA1) se puede vincular al acarreo i / p del siguiente sumador completo (FA2) dentro de la cadena. El diagrama del sumador paralelo se muestra a continuación.
sumador paralelo
La operación de un sumador paralelo de n bits se puede realizar utilizando sumadores n-completos. De manera similar, para el sumador paralelo de 2 bits, se requieren dos sumadores. Generalmente, estos sumadores incluyen la lógica de llevar mira hacia adelante para asegurarse de que la propagación del transporte entre la adición de la siguiente etapa no restringe la velocidad de la adición.
Trabajo de sumador paralelo
El diagrama de sumador paralelo se muestra arriba. En eso, el primer sumador completo como FA1, la suma como 'S1' se puede generar agregando A1 y B1 con el acarreo 'C1'. El acarreo 'C2' está conectado al segundo sumador en la cadena.
Después de eso, el segundo sumador completo como FA2 usa el bit de acarreo 'C2' para insertar los bits de entrada A2 y B2 para producir el acarreo de la suma S2 y C3. De manera similar, este proceso continúa para los sumadores completos restantes hasta que el enésimo sumador completo usa el bit de acarreo Cn para insertar sus entradas como An & Bn para producir el bit final de o / p con Cout (último bit de acarreo).
¿Qué es un restador paralelo?
Un circuito digital que se utiliza para calcular la diferencia aritmética entre dos pares binarios de bits se conoce como resta paralelo. Aquí, en bits binarios, la longitud de un bit es mayor que la de otros bits. El diseño de este sustractor se puede hacer de diferentes maneras, como una combinación de todos los sustractores completos o medio y completo o todos los FA con el i / p del complemento de sustraendo. El diagrama del restador paralelo se muestra a continuación.
resta paralelo
En el restador paralelo de n bits, el o / p deseado se puede lograr conectando en cascada los n restadores completos. La conexión de este es similar al sumador paralelo de 4 bits. La resta de esto se puede hacer de cada bit a su bit paralelo. Si se genera un préstamo, se propaga durante la cascada de resta completo .
Trabajo del restador paralelo
Como se muestra en el diagrama de resta paralelo anterior, el restador se puede organizar con una combinación de todos los FA con el complemento de resta i / p.
El procedimiento de resta se puede realizar considerando la suma del minuendo con el complemento a 2 del sustraendo. Para que se pueda realizar la resta paralela.
El complemento a dos de un número se puede hacer convirtiendo el número binario en el complemento a uno. Aquí, el complemento de 1 es negar el número binario. Aquí, agregando 1 al bit LSB del complemento de 1, se puede obtener el complemento de 2.
Mediante el uso puertas lógicas , el complemento a 1 de 'B' se puede obtener a través de la puerta lógica NOT y se agrega '1' a lo largo del acarreo para obtener el complemento a 2 de 'B'. Además, esto se suma a 'A' para realizar la resta aritmética.
Este procedimiento continuará hasta el sumador completo final como 'FAn' y utiliza el bit de acarreo 'Cn' para incluirlo con su i / p 'An' así como el complemento a 2 de 'Bn' para producir el bit o / p final con bit de acarreo final 'Cout'.
Ventajas
los ventajas de un sumador y restador paralelo Incluya lo siguiente.
- La operación de este sumador o restador es más rápida cuando se compara con el sumador o restador en serie.
- El tiempo requerido para la suma no depende del dígito de bits.
- Todos los bits en esto se suman o restan a la vez, por lo que el o / p estará en forma paralela.
- No es caro.
- Estos son más rápidos en comparación con sus homólogos en serie.
Desventajas del sumador paralelo / restador paralelo
los desventajas de un sumador y restador paralelo Incluya lo siguiente.
- En un proceso en cadena, cada sumador completo debe esperar el acarreo del sumador anterior.
- Cada sumador / restador en el proceso de la cadena obtendrá entradas a sus puertos instantáneamente. Pero, los puertos como llevar o pedir prestado no adquieren su i / ps hasta que el sumador / restador anterior completa su proceso.
- Entonces habrá ocurrido un retraso por lo que se suma una vez que el no. de FA o sustractores completos aumenta.
- No incluye el acarreo anterior en el proceso de adición.
- Por lo tanto, no es adecuado para usarlo en cascada en la adición de varios bits.
- Una vez que los FA se utilizan dentro de una disposición de cadena, se puede reducir la capacidad de transmisión de salida.
Preguntas frecuentes
1). ¿Qué es el sumador?
Un circuito digital que se utiliza para realizar una suma de números.
2). ¿Qué es resta?
Un circuito lógico electrónico que se utiliza para calcular la diferencia entre dos números binarios.
3). ¿Cuáles son los diferentes tipos de sumadores?
Son medios sumadores, sumadores completos y sumadores de varios bits.
4). ¿Qué son los sumadores de varios bits?
Son sumadores en serie y sumadores paralelos.
Por lo tanto, se trata de una descripción general del paralelo sumador y resta , y sus ventajas y desventajas. Los sumadores, así como los restadores, se utilizan ampliamente en la unidad lógica aritmética de una computadora para calcular la suma y en CPU y GPU para las aplicaciones de gráficos para disminuir la complejidad del circuito. Aquí hay una pregunta para ti, ¿cuál es la diferencia entre sumador y resta?
