Επεξήγηση του Half Adder και του Full Adder με τον πίνακα αλήθειας

Στα συνδυαστικά κυκλώματα, χρησιμοποιούνται διαφορετικές λογικές πύλες για το σχεδιασμό κωδικοποιητή, πολυπλέκτη, αποκωδικοποιητή και απο-πολυπλέκτη. Αυτά τα κυκλώματα έχουν κάποια χαρακτηριστικά, όπως η έξοδος αυτού του κυκλώματος εξαρτάται κυρίως από τα επίπεδα που υπάρχουν στα τερματικά εισόδου ανά πάσα στιγμή. Αυτό το κύκλωμα δεν περιλαμβάνει καμία μνήμη. Η προηγούμενη κατάσταση της εισόδου δεν επηρεάζει την τρέχουσα κατάσταση αυτού του κυκλώματος. Οι είσοδοι και οι έξοδοι ενός συνδυαστικού κυκλώματος είναι «n» όχι. εισόδων & «m» όχι. των εξόδων. Μερικά από τα συνδυαστικά κυκλώματα είναι μισός αθροιστής και πλήρης αθροιστής, αφαιρέτης, κωδικοποιητής, αποκωδικοποιητής, πολυπλέκτης και αποπολυπλέκτης. Αυτό το άρθρο ασχολείται με μια επισκόπηση του μισού και του πλήρους αθροιστή και λειτουργεί με πίνακες αλήθειας.

Τι είναι το Adder;

Ένας αθροιστής είναι α ψηφιακό κύκλωμα λογικής στα ηλεκτρονικά που χρησιμοποιείται ευρέως για την προσθήκη αριθμών. Σε πολλούς υπολογιστές και άλλους τύπους επεξεργαστών, τα πρόσθετα χρησιμοποιούνται ακόμη και για τον υπολογισμό διευθύνσεων και σχετικών δραστηριοτήτων και τον υπολογισμό των δεικτών πινάκων στην ALU και ακόμη χρησιμοποιούνται σε άλλα μέρη των επεξεργαστών. Αυτά μπορούν να δημιουργηθούν για πολλές αριθμητικές αναπαραστάσεις, όπως υπέρβαση-3 ή δυαδικό κωδικοποιημένο δεκαδικό. Τα πρόσθετα ταξινομούνται βασικά σε δύο τύπους: Half Adder και Full Adder.

Τι είναι το κύκλωμα Half Adder και Full Adder;

Το κύκλωμα μισού αθροιστή έχει δύο εισόδους: Α και Β, οι οποίες προσθέτουν δύο ψηφία εισόδου και δημιουργούν μεταφορά και άθροισμα. Το κύκλωμα πλήρους αθροιστή έχει τρεις εισόδους: A και C, οι οποίες προσθέτουν τρεις αριθμούς εισόδου και δημιουργούν μεταφορά και άθροισμα. Αυτό το άρθρο παρέχει λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τον σκοπό του μισού αθροιστή και πλήρης αθροιστής σε μορφές πίνακα και ακόμη και σε διαγράμματα κυκλωμάτων. Έχει ήδη αναφερθεί ότι ο κύριος και κρίσιμος σκοπός των προσθέτων είναι η προσθήκη. Παρακάτω είναι οι λεπτομερείς θεωρία μισού αθροιστή και πλήρους αθροιστή.

Basic Half Adder και Full Adder

Ημιαθροϊστής

Έτσι, ερχόμενοι στο σενάριο του μισού αθροιστή, προσθέτει δύο δυαδικά ψηφία, όπου τα bit εισαγωγής ορίζονται ως προσθήκη και προσθήκη και το αποτέλεσμα θα είναι δύο έξοδοι, το ένα είναι το άθροισμα και το άλλο είναι μεταφορά. Για να εκτελέσετε τη λειτουργία αθροίσματος, το XOR εφαρμόζεται και στις δύο εισόδους και η πύλη AND εφαρμόζεται και στις δύο εισόδους για την παραγωγή μεταφοράς.

Λειτουργικό διάγραμμα HA

Ενώ στο κύκλωμα πλήρους αθροιστή, προσθέτει 3 αριθμούς ενός bit, όπου δύο από τα τρία bit μπορούν να αναφέρονται ως τελεστές και το άλλο ονομάζεται μεταφορά bit. Η παραγόμενη έξοδος είναι έξοδος 2 bit και μπορεί να αναφέρεται ως έξοδο μεταφοράς και άθροισμα.

Χρησιμοποιώντας μισό αθροιστή, μπορείτε να σχεδιάσετε μια απλή προσθήκη με τη βοήθεια λογικών πυλών.

Ας δούμε ένα παράδειγμα προσθήκης δύο μονά bit.

Το 2-bit πίνακας αλήθειας μισού αθροιστή έχει ως εξής:

Πίνακας αλήθειας μισού αθροιστή

0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 10

Αυτοί είναι οι λιγότερο δυνατοί συνδυασμοί ενός bit. Αλλά το αποτέλεσμα για το 1 + 1 είναι 10, το αποτέλεσμα του αθροίσματος πρέπει να ξαναγραφεί ως έξοδος 2-bit. Έτσι, οι εξισώσεις μπορούν να γραφτούν ως

0 + 0 = 00
0 + 1 = 01
1 + 0 = 01
1 + 1 = 10

Η έξοδος '1' από το '10' εκτελείται. Το «SUM» είναι η κανονική έξοδος και το «CARRY» είναι η εκτέλεση.

Τώρα ξεκαθαρίστηκε ότι ένας αθροιστής 1-bit μπορεί εύκολα να εφαρμοστεί με τη βοήθεια της πύλης XOR για την έξοδο «SUM» και μιας πύλης AND για το «Carry».

Για παράδειγμα, όταν πρέπει να προσθέσουμε δύο byte 8-bit, τότε μπορεί να εφαρμοστεί χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα λογικής πλήρους προσθήκης. Το half-adder είναι χρήσιμο όταν θέλετε να προσθέσετε ένα δυαδικό ψηφίο.

Ένας τρόπος για να αναπτυχθούν δύο δυαδικοί αριθμοί προσθήκης θα ήταν να φτιάξετε έναν πίνακα αλήθειας και να τον μειώσετε. Όταν θέλετε να δημιουργήσετε έναν τριψήφιο αθροιστή, η λειτουργία προσθήκης μισού αθροιστή εκτελείται δύο φορές. Με παρόμοιο τρόπο, όταν αποφασίσετε να δημιουργήσετε έναν τετραψήφιο αθροιστή, η λειτουργία εκτελείται για άλλη μια φορά. Με αυτήν τη θεωρία, ήταν σαφές ότι η εφαρμογή είναι απλή, αλλά η ανάπτυξη είναι μια χρονοβόρα διαδικασία.

Η απλούστερη έκφραση χρησιμοποιεί την αποκλειστική συνάρτηση OR:

Άθροισμα = A XOR B

Carry = Α ΚΑΙ Β

Λογικό διάγραμμα HA

Και μια ισοδύναμη έκφραση ως προς το βασικό AND, OR, και NOT είναι:

SUM = A.B + A.B »

Κωδικός VHDL για μισό Adder

Η οντότητα είναι

Θύρα (a: στο STD_LOGIC
β: στο STD_LOGIC
sha: έξω STD_LOGIC
cha: έξω STD_LOGIC)
τέλος χα

Αρχιτεκτονική Συμπεριφορά του παραπάνω κυκλώματος είναι

να αρχίσει
σα<= a xor b
όχι<= a and b
τέλος Συμπεριφορά

Αριθμός IC μισού αθροιστή

Η υλοποίηση του half adder μπορεί να γίνει μέσω ολοκληρωμένων κυκλωμάτων ψηφιακής λογικής CMOS υψηλής ταχύτητας όπως η σειρά 74HCxx που περιλαμβάνει τα SN74HC08 (7408) & SN74HC86 (7486).

Περιορισμοί μισού αθροιστή

Ο κύριος λόγος για να καλέσετε αυτά τα δυαδικά πρόσθετα όπως το Half Adders είναι ότι δεν υπάρχει εύρος για να συμπεριλάβετε το bit μεταφοράς χρησιμοποιώντας ένα προηγούμενο bit. Έτσι, αυτός είναι ένας βασικός περιορισμός των HA που κάποτε χρησιμοποιούνται όπως ο δυαδικός αθροιστής, ιδίως σε καταστάσεις σε πραγματικό χρόνο που περιλαμβάνουν την προσθήκη αρκετών bits. Έτσι, αυτός ο περιορισμός μπορεί να ξεπεραστεί χρησιμοποιώντας τα πλήρη πρόσθετα.

Πλήρης αθροιστής

Αυτό το πρόσθετο είναι δύσκολο να εφαρμοστεί σε σύγκριση με το μισό.

Πλήρες λειτουργικό διάγραμμα Adder

Η διαφορά μεταξύ ενός μισού και ενός πλήρους αθροιστή είναι ότι ο πλήρης αθροιστής έχει τρεις εισόδους και δύο εξόδους, ενώ ο μισός αθροιστής έχει μόνο δύο εισόδους και δύο εξόδους. Οι δύο πρώτες είσοδοι είναι Α και Β και η τρίτη είσοδος είναι μεταφορά εισόδου ως C-IN. Όταν έχει σχεδιαστεί μια λογική πλήρους αθροιστή, χτυπάτε οκτώ από αυτά μαζί για να δημιουργήσετε έναν αθροιστή πλάτους byte και να τοποθετήσετε το κομμάτι από το ένα αθροιστή στον άλλο.

Πίνακας αλήθειας FA

Η μεταφορά εξόδου ορίζεται ως C-OUT και η κανονική έξοδος αντιπροσωπεύεται ως S που είναι «SUM».

Με τα παραπάνω πλήρης πίνακας αλήθειας αθροιστών , η υλοποίηση ενός πλήρους κυκλώματος αθροιστών μπορεί να γίνει κατανοητή εύκολα. Το SUM «S» παράγεται σε δύο στάδια:

1. Με XORing τις παρεχόμενες εισόδους 'A' και 'B'
2. Το αποτέλεσμα του A XOR B στη συνέχεια XORed με το C-IN

Αυτό παράγει SUM και το C-OUT ισχύει μόνο όταν δύο από τις τρεις εισόδους είναι ΥΨΗΛΕΣ, τότε το C-OUT θα είναι ΥΨΗΛΟ. Έτσι, μπορούμε να εφαρμόσουμε ένα πλήρες κύκλωμα αθροιστών με τη βοήθεια δύο κυκλωμάτων μισού αθροιστή. Αρχικά, ο μισός αθροιστής θα χρησιμοποιηθεί για την προσθήκη Α και Β για την παραγωγή μερικού αθροίσματος και η λογική αθροιστών δεύτερου μισού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την προσθήκη C-IN στο άθροισμα που παράγεται από τον πρώτο μισό αθροιστή για να πάρει την τελική έξοδο S.

Εάν κάποια από τη λογική του μισού αθροιστή παράγει μεταφορά, θα υπάρχει μεταφορά εξόδου. Έτσι, το C-OUT θα είναι μια συνάρτηση OR των εξόδων Carry του μισού αθροιστή. Ρίξτε μια ματιά στην εφαρμογή του πλήρους αθροιστικού κυκλώματος που φαίνεται παρακάτω.

Πλήρες λογικό διάγραμμα Adder

Η υλοποίηση μεγαλύτερων λογικών διαγραμμάτων είναι δυνατή με την παραπάνω πλήρη λογική αθροιστών ένα απλούστερο σύμβολο χρησιμοποιείται ως επί το πλείστον για την απεικόνιση της λειτουργίας. Δίνεται παρακάτω μια απλούστερη σχηματική αναπαράσταση ενός πλήρους αθροιστή ενός bit.

Με αυτόν τον τύπο συμβόλου, μπορούμε να προσθέσουμε δύο bit μαζί, παίρνοντας μια μεταφορά από την επόμενη χαμηλότερη τάξη μεγέθους και στέλνοντας μια μεταφορά στην επόμενη υψηλότερη τάξη μεγέθους. Σε έναν υπολογιστή, για μια λειτουργία πολλαπλών bit, κάθε bit πρέπει να αντιπροσωπεύεται από έναν πλήρη αθροιστή και πρέπει να προστίθεται ταυτόχρονα. Έτσι, για να προσθέσετε δύο αριθμούς 8-bit, θα χρειαστείτε 8 πλήρεις πρόσθετες που μπορούν να σχηματιστούν με τη σειρά δύο από τα μπλοκ 4-bit.

Half Adder και Full Adder χρησιμοποιώντας το K-Map

Ακόμη και οι έξοδοι αθροίσματος και μεταφοράς για το μισό αθροιστή μπορούν επίσης να ληφθούν με τη μέθοδο του χάρτη Karnaugh (K-map). ο μισή προσθήκη και πλήρης αθροιστική αθροιστική boolean έκφραση μπορούν να ληφθούν μέσω του K-map. Έτσι, ο χάρτης K για αυτούς τους πρόσθετες συζητείται παρακάτω.

Ο χάρτης μισού αθροιστή είναι

HA K-Χάρτης

Ο πλήρης αθροιστής K-Map είναι

FA K-Χάρτης

Λογική έκφραση του SUM και του Carry

Η λογική έκφραση του αθροίσματος (S) μπορεί να προσδιοριστεί με βάση τις εισόδους που αναφέρονται στον πίνακα.

= A'B'Cin + A 'B CCin' + A B'Cin '+ AB Cin
= Cin (A’B ’+ AB) + Cin’ (A’B + A B ’)
= Cin EX-OR (A EX-OR B)
= (1,2,4,7)

Η λογική έκφραση της μεταφοράς (Cout) μπορεί να προσδιοριστεί με βάση τις εισόδους που αναφέρονται στον πίνακα.

= A'B Cin + AB'Cin + AB Cin '+ ABCin
= AB + BCin + ACin
= (3, 5, 6, 7)

Με τους παραπάνω πίνακες αλήθειας, τα αποτελέσματα μπορούν να ληφθούν και η διαδικασία είναι:

Ένα συνδυαστικό κύκλωμα συνδυάζει τις διαφορετικές πύλες στο κύκλωμα όπου αυτές μπορούν να είναι ένας κωδικοποιητής, αποκωδικοποιητής, πολυπλέκτης και αποπολυπλέκτης . Τα χαρακτηριστικά των συνδυαστικών κυκλωμάτων έχουν ως εξής.

• Η έξοδος ανά πάσα στιγμή βασίζεται μόνο στα επίπεδα που υπάρχουν στα τερματικά εισόδου.
• Δεν χρησιμοποιεί καμία μνήμη. Η προηγούμενη κατάσταση εισόδου δεν επηρεάζει την παρούσα κατάσταση του κυκλώματος.
• Μπορεί να έχει οποιονδήποτε αριθμό εισόδων και αριθμό εξόδων.

Κωδικοποίηση VHDL

Κωδικοποίηση VHDL για πλήρη αθροιστή συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.

οντότητα full_add είναι

Θύρα (a: στο STD_LOGIC
β: στο STD_LOGIC
cin: στα STD_LOGIC
άθροισμα: έξω STD_LOGIC
cout: out STD_LOGIC)
τέλος πλήρους_προσθήκης

Αρχιτεκτονική Συμπεριφορά του full_add είναι

το συστατικό ha είναι
Θύρα (a: στο STD_LOGIC
β: στο STD_LOGIC
sha: έξω STD_LOGIC
cha: έξω STD_LOGIC)
τελικό συστατικό
σήμα s_s, c1, c2: STD_LOGIC
να αρχίσει
HA1: χάρτης λιμανιού ha (a, b, s_s, c1)
HA2: χάρτης λιμανιού ha (s_s, cin, sum, c2)
κόστος<=c1 or c2
τέλος Συμπεριφορά

ο διαφορά μεταξύ μισού αθροιστή και πλήρους αθροιστή είναι ότι ο μισός αθροιστής παράγει αποτελέσματα και ο πλήρης αθροιστής χρησιμοποιεί τον μισό αθροιστή για να παράγει κάποιο άλλο αποτέλεσμα. Ομοίως, ενώ το Full-Adder αποτελείται από δύο Half-Adders, το Full-Adder είναι το πραγματικό μπλοκ που χρησιμοποιούμε για τη δημιουργία των αριθμητικών κυκλωμάτων.

Carry Lookahead Adders

Στην έννοια των κυκλωμάτων προσθήκης κυματισμού μεταφοράς, τα bit που είναι απαραίτητα για προσθήκη είναι άμεσα διαθέσιμα. Ενώ κάθε τμήμα αθροιστών πρέπει να κρατήσει το χρόνο του για την άφιξη μεταφοράς από το προηγούμενο μπλοκ αθροιστών. Εξαιτίας αυτού, απαιτείται περισσότερος χρόνος για την παραγωγή SUM και CARRY καθώς κάθε τμήμα του κυκλώματος περιμένει την άφιξη της εισόδου.

Για παράδειγμα, για να παραδώσει έξοδο για το ένατο μπλοκ, πρέπει να λάβει είσοδο από το (n-1) th μπλοκ. Και αυτή η καθυστέρηση ορίζεται αντίστοιχα ως καθυστέρηση διάδοσης.

Για να ξεπεραστεί η καθυστέρηση του κυματισμού μεταφέρει τον αθροιστή, παρουσιάστηκε ένας αθροιστής μεταφοράς-lookahead. Εδώ, χρησιμοποιώντας περίπλοκο υλικό, η καθυστέρηση διάδοσης μπορεί να ελαχιστοποιηθεί. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει έναν αθροιστή μεταφοράς-lookahead χρησιμοποιώντας πλήρη πρόσθετα.

Μεταφέρετε το Lookahead χρησιμοποιώντας το πλήρες Adder

Ο πίνακας αλήθειας και οι αντίστοιχες εξισώσεις εξόδου είναι

Η εξίσωση μεταφοράς πολλαπλασιάζεται είναι Pi = Ai XOR Bi και η μεταφορά μεταφοράς είναι Gi = Ai * Bi. Με αυτές τις εξισώσεις, οι εξισώσεις αθροίσματος και μεταφοράς μπορούν να αναπαρασταθούν ως

SUM = Pi XOR Ci

Ci + 1 = Gi + Pi * Ci

Το Gi παρέχει μεταφορά μόνο όταν και οι δύο είσοδοι Ai και Bi είναι 1 χωρίς να ληφθεί υπόψη η μεταφορά εισόδου. Το Pi σχετίζεται με τη διάδοση μεταφοράς από Ci σε Ci + 1.

Διαφορά μεταξύ Half Adder και Full Adder

ο διαφορά μεταξύ του μισού και του πλήρους πίνακα αθροιστών φαίνεται παρακάτω.

ο βασικές διαφορές μεταξύ του μισού και του πλήρους συζητούνται παρακάτω.

• Ο μισός αθροιστής δημιουργεί άθροισμα & μεταφορά προσθέτοντας δύο δυαδικές εισόδους ενώ ο πλήρης αθροιστής χρησιμοποιείται για τη δημιουργία αθροίσματος & μεταφοράς προσθέτοντας τρεις δυαδικές εισόδους. Τόσο η αρχιτεκτονική υλικού μισού αθροιστή όσο και πλήρους υλικού αθροιστών δεν είναι η ίδια.
• Το κύριο χαρακτηριστικό που διαφοροποιεί τα HA & FA είναι ότι στο HA δεν υπάρχει τέτοια συμφωνία να θεωρηθεί ότι η τελευταία προσθήκη φέρει σαν την είσοδό της. Όμως, ένας FA εντοπίζει μια συγκεκριμένη στήλη εισόδου όπως το Cin για να εξετάσει το bit μεταφοράς της τελευταίας προσθήκης.
• Τα δύο πρόσθετα θα δείξουν μια διαφορά με βάση τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται στο κύκλωμα για την κατασκευή του. Τα μισά πρόσθετα (HA's) έχουν σχεδιαστεί με το συνδυασμό δύο λογικών πυλών, όπως AND & EX-OR, ενώ το FA έχει σχεδιαστεί με το συνδυασμό τριών AND, δύο XOR & μία πύλης OR.
• Βασικά, το HA λειτουργεί σε 2-δύο εισόδους του 1-bit, ενώ το FA λειτουργεί σε τρεις εισόδους του 1-bit. Ο μισός αθροιστής χρησιμοποιείται σε διαφορετικές ηλεκτρονικές συσκευές για την αξιολόγηση της προσθήκης, ενώ ο πλήρης αθροιστής χρησιμοποιείται σε ψηφιακούς επεξεργαστές για την προσθήκη μεγάλου χρονικού διαστήματος.
• Οι ομοιότητες σε αυτά τα δύο πρόσθετα είναι, και οι δύο HA & FA είναι συνδυαστικά ψηφιακά κυκλώματα, έτσι, δεν χρησιμοποιούν κανένα στοιχείο μνήμης όπως διαδοχικά κυκλώματα. Αυτά τα κυκλώματα είναι απαραίτητα για την αριθμητική λειτουργία για την προσθήκη του δυαδικού αριθμού.

Πλήρης εφαρμογή Adder χρησιμοποιώντας μισούς πρόσθετες

Η εφαρμογή ενός FA μπορεί να γίνει μέσω δύο μισών προσθέτων που συνδέονται λογικά. Το μπλοκ διάγραμμα αυτού μπορεί να παρουσιαστεί παρακάτω που λέει τη σύνδεση ενός FA χρησιμοποιώντας δύο μισούς πρόσθετες.
Οι εξισώσεις αθροίσματος και μεταφοράς από προηγούμενους υπολογισμούς είναι

S = A 'B' Cin + A 'BC' σε + ABCin

Cout = AB + ACin + BCin

Η εξίσωση αθροίσματος μπορεί να γραφτεί ως.

Cin (A’B ‘+ AB) + C‘ in (A’B + A B ’)

Άρα, Sum = Cin EX-OR (A EX-OR B)

Cin (A EX-OR B) + C'in (A EX-OR B)

= Cin EX-OR (A EX-OR B)

Το Cout μπορεί να γραφτεί ως εξής.

COUT = AB + ACin + BCin.

COUT = ΑΒ + + απογοητεύσεις BCin (Α + Α)

= ABCin + AB + ACin + A 'B Cin

= AB (1 + Cin) + ACin + A ’B Cin

= A B + ACin + A 'B Cin

= AB + ACin (B + B ’) + A’ B Cin

= ABCin + AB + A'B Cin + A 'B Cin

= AB (Cin + 1) + A B Cin + A ’B Cin

= AB + AB 'Cin + A' B Cin

= AB + Cin (AB ’+ A’B)

Επομένως, COUT = AB + Cin (A EX-OR B)

Ανάλογα με τα παραπάνω δύο αθροίσματα & εξισώσεις μεταφοράς, το κύκλωμα FA μπορεί να υλοποιηθεί με τη βοήθεια δύο HAs και πύλης OR. Το διάγραμμα κυκλώματος ενός πλήρους αθροιστή με δύο μισά πρόσθετα απεικονίζεται παραπάνω.

Πλήρης προσθήκη χρησιμοποιώντας δύο μισούς πρόσθετες

Πλήρης σχεδίαση Adder με χρήση NAND Gates

Η πύλη NAND είναι ένα είδος καθολικής πύλης, που χρησιμοποιείται για την εκτέλεση οποιουδήποτε είδους λογικής σχεδίασης. Το κύκλωμα FA με το διάγραμμα πυλών NAND φαίνεται παρακάτω.

FA χρησιμοποιώντας το NAND Gates

Το FA είναι ένας εύκολος αθροιστής ενός bit και αν θέλουμε να πραγματοποιήσουμε την προσθήκη του n-bit, τότε n όχι. των FA ενός-bit πρέπει να χρησιμοποιούνται στη μορφή σύνδεσης καταρράκτη.

Πλεονεκτήματα

ο πλεονεκτήματα του μισού αθροιστή και του πλήρους αθροιστή συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.

• Ο πρωταρχικός σκοπός του μισού αθροιστή είναι η προσθήκη δύο αριθμών ενός bit
• Οι πλήρεις πρόσθετες έχουν τη δυνατότητα να προσθέσουν ένα bit μεταφοράς που προκύπτει από την προηγούμενη προσθήκη
• Με πλήρη αθροιστή, μπορούν να υλοποιηθούν κρίσιμα κυκλώματα όπως αθροιστής, πολυπλέκτης και πολλά άλλα
• Τα πλήρη κυκλώματα αθροιστή καταναλώνουν ελάχιστη ισχύ
• Τα πλεονεκτήματα ενός πλήρους αθροιστή πάνω από τον μισό αθροιστή είναι, ένας πλήρης αθροιστής χρησιμοποιείται για να ξεπεραστεί το μειονέκτημα ενός μισού αθροιστή επειδή ο μισός αθροιστής χρησιμοποιείται κυρίως για την προσθήκη δύο αριθμών 1-bit. Οι μισοί προσθέτες δεν προσθέτουν το bit μεταφοράς, οπότε για να ξεπεραστεί αυτό το πλήρες αθροιστικό χρησιμοποιείται. Στο Full adder, η προσθήκη τριών bit μπορεί να γίνει και παράγει δύο εξόδους.
• Ο σχεδιασμός των πρόσθετων είναι απλός και είναι ένα βασικό δομικό στοιχείο έτσι ώστε η προσθήκη ενός bit να γίνεται εύκολα κατανοητή.
• Αυτός ο αθροιστής μπορεί να μετατραπεί σε μισό αφαίρεση προσθέτοντας έναν μετατροπέα.
• Χρησιμοποιώντας έναν πλήρη αθροιστή, μπορεί να επιτευχθεί υψηλή απόδοση.
• Υψηλή ταχύτητα
• Πολύ ισχυρή για παροχή κλιμάκωσης τάσης

Μειονεκτήματα

ο μειονεκτήματα του μισού αθροιστή και του πλήρους αθροιστή συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.

• Επιπλέον, ο μισός αθροιστής δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει πριν από τη μεταφορά, οπότε δεν ισχύει για την προσθήκη πολλαπλών bit.
• Για να ξεπεραστεί αυτό το μειονέκτημα, είναι απαραίτητο το FA να προσθέσει τρία 1 bit.
• Μόλις το FA χρησιμοποιηθεί με τη μορφή αλυσίδας όπως RA (Ripple Adder), τότε η ικανότητα κίνησης της εξόδου μπορεί να μειωθεί.

Εφαρμογές

Οι εφαρμογές του half adder και του full adder περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

• Η προσθήκη δυαδικών δυαδικών ψηφίων μπορεί να γίνει από τον μισό αθροιστή χρησιμοποιώντας ALU στον υπολογιστή επειδή χρησιμοποιεί αθροιστής.
• Ο συνδυασμός μισού αθροιστή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το σχεδιασμό ενός πλήρους κυκλώματος αθροιστών.
• Τα μισά πρόσθετα χρησιμοποιούνται στις αριθμομηχανές και για τη μέτρηση των διευθύνσεων καθώς και των πινάκων
• Αυτά τα κυκλώματα χρησιμοποιούνται για τον χειρισμό διαφορετικών εφαρμογών σε ψηφιακά κυκλώματα. Στο μέλλον, παίζει βασικό ρόλο στην ψηφιακή ηλεκτρονική.
• Ένα κύκλωμα FA χρησιμοποιείται ως στοιχείο σε πολλά μεγάλα κυκλώματα όπως το Ripple Carry Adder. Αυτός ο αθροιστής προσθέτει τον αριθμό των bit ταυτόχρονα.
• Τα FA χρησιμοποιούνται στη μονάδα αριθμητικής λογικής (ALU)
• Τα FA χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές που σχετίζονται με γραφικά όπως το GPU (Graphics Processing Unit)
• Αυτά χρησιμοποιούνται στο κύκλωμα πολλαπλασιασμού για την εκτέλεση του πολλαπλασιασμού Carryout.
• Σε έναν υπολογιστή, για να δημιουργήσετε τη διεύθυνση μνήμης & για να δημιουργήσετε το αντίθετο πρόγραμμα προς τις επόμενες οδηγίες, η μονάδα αριθμητικής λογικής χρησιμοποιείται με τη χρήση πλήρων πρόσθετων.

Έτσι, όποτε γίνεται η προσθήκη δύο δυαδικών αριθμών, τότε τα ψηφία προστίθενται στην αρχή τα λιγότερα δυαδικά ψηφία. Αυτή η διαδικασία μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω ενός μισού αθροιστή, επειδή το απλούστερο n / w που επιτρέπει την προσθήκη δύο αριθμών 1-bit. Οι είσοδοι αυτού του αθροιστή είναι τα δυαδικά ψηφία, ενώ οι έξοδοι είναι το άθροισμα (S) & η μεταφορά (C).

Όποτε συμπεριλαμβάνεται ο αριθμός των ψηφίων, τότε το δίκτυο HA χρησιμοποιείται απλώς για τη σύνδεση των λιγότερων ψηφίων, καθώς το HA δεν μπορεί να προσθέσει τον αριθμό μεταφοράς από την προηγούμενη κλάση. Ένας πλήρης αθροιστής μπορεί να οριστεί ως η βάση όλων των ψηφιακών αριθμητικών συσκευών. Χρησιμοποιείται για την προσθήκη τριών ψηφίων 1 ψηφίου. Αυτός ο αθροιστής περιλαμβάνει τρεις εισόδους όπως A, B και Cin, ενώ οι έξοδοι είναι Sum και Cout.

Σχετικές έννοιες

ο έννοιες που σχετίζονται με το half adder και το full adder απλά να μην επιμείνουμε σε έναν μόνο σκοπό. Έχουν εκτεταμένη χρήση σε πολλές εφαρμογές και αναφέρονται μερικές από τις σχετικές:

• Μισός αθροιστής και πλήρης αριθμός αθροιστή αθροιστή
• Ανάπτυξη αθροιστή 8-bit
• Ποιες είναι οι προφυλάξεις μισού αθροιστή;
• JAVA Applet ενός Ripple Carry Adder

Επομένως, όλα αυτά αφορούν το θεωρία μισού αθροιστή και πλήρους αθροιστή Μαζί με τους πίνακες αλήθειας και τα λογικά διαγράμματα, εμφανίζεται επίσης ο σχεδιασμός του πλήρους αθροιστή που χρησιμοποιεί κύκλωμα μισού αθροιστή. Πολλά από τα half adder και full adder pdf Τα έγγραφα είναι διαθέσιμα για να παρέχουν προηγμένες πληροφορίες αυτών των εννοιών. Είναι επιπλέον σημαντικό να γνωρίζετε πώς εφαρμόζεται ένας πλήρης αθροιστής 4-bit ;