Tam Adder için Ayrıntılı Kılavuz
Dijital elektronik ve bilgisayar mühendisliği alanında, ekleyiciler, daha karmaşık aritmetik devrelerin inşaatı ve işlevselliğinde önemli olan en önemli yapı taşlarından birini temsil eder.Aritmetik mantık ünitesinin (ALU) integral bileşenleri olarak, ekleyiciler sistem işlemleri için gerekli olan temel aritmetikten karmaşık mantıksal görevlere kadar çok sayıda bilgi işlem işlemini kolaylaştırır.Basit yarı katlayıcılardan daha karmaşık tam ekleyicilere kadar değişebilen tasarımları, dijital sistemlerde işlemenin verimliliğini ve hızını artırmada önemli bir rol oynar.Bu makale, modern bilgi işlem teknolojisindeki kritik rollerini gösteren ve operasyonel mantık, devre ve uygulamaları daha geniş dijital mantık tasarımında keşfederek, farklı türde ekleyici türlerinin ayrıntılı mimarisini ve fonksiyonel nüanslarını araştırıyor.
Katalog
Şekil 1: Tam Adder
Adder nedir?
Bir Adder, elektronik mühendisliği ve dijital mantık tasarımında temel bir bileşendir ve daha karmaşık bilgisayar sistemlerinde merkezi bir rol oynar.Aritmetik Mantık Birimi'nin (ALU) bir parçası olarak, Adder çeşitli temel hesaplama görevlerini işler.Tüm işlemcinin verimliliği ve performansı, topluluğun tasarımı ve işlevselliğinden doğrudan etkilenir.
İşlemcide, toplayıcı sadece toplama ve çıkarma gibi temel aritmetik işlemler için değil, aynı zamanda daha geniş bir mantıksal operasyon yelpazesine girer.Örneğin, programları çalıştırırken, işlemcinin genellikle yeni bellek adreslerini hesaplaması gerekir.Bu tipik olarak, mevcut adrese eklenerek veya bu adresten çıkarılarak, toplayıcı tarafından yapılan bir görev.Sayaçları artırarak ve azaltarak döngü yinelemelerinin sayısını ve genel akışı kontrol ederler.Tablo indeksleme gibi daha karmaşık uygulamalarda, ekleyiciler ofsetleri hesaplayarak verileri hızlı bir şekilde bulur.Bu, veritabanı yönetim sistemleri, derleyici yapımı ve büyük ölçekli veri işleme için önemlidir.Ekleyiciler ayrıca, önbellekteki verilerin konumunu belirlemek ve böylece erişim verimliliğini optimize etmek için aritmetik işlemleri kullanarak çok seviyeli önbellek sistemlerinde belirli haritalama tekniklerinin uygulanmasında anahtardır.
Teknolojik olarak, ekleyiciler paralel, seri ve boru hattı ekleyicileri dahil olmak üzere çeşitli devre tasarımları aracılığıyla uygulanır.Paralel ekleyiciler, aynı anda birden fazla basamakla işleme yetenekleri için tercih edilir, bu da onları hızlı hesaplama gerektiren senaryolara uygun hale getirir.Seri ekleyiciler ise saat döngüsü başına bir bit işleme ve kaynak sınırlı veya düşük güçlü ortamlar için idealdir.Boru hattı ekleyicileri, ekleme işlemini birkaç aşamaya ayırır ve her biri ekleme işleminin bir kısmını kullanır.Bu tasarım, özellikle yüksek performanslı bilgi işlem ortamlarında hesaplama hızını önemli ölçüde artırır.
Yarısı toplama
Yarım katlı bir devre, dijital elektronikte, özellikle iki tek ikili basamak eklemek için tasarlanmış temel bir yapı taşıdır.Bu devre tam bir topluluğun temelini oluşturur ve daha karmaşık mantık devre tasarımlarını anlamanın anahtarıdır.Yarım adderde, sırasıyla Augend ve eki temsil eden A ve B etiketli iki birincil giriş vardır.Bu kurulum, önceki hesaplamalardan taşıma girdisine ihtiyaç duymadan toplamı ve taşıma çıktısını hesaplamasını sağlar.
Yarım katının çekirdeği iki mantık kapısından oluşur: bir xor kapısı ve bir ve kapı.Xor Kapısı, toplam çıktıyı oluşturmaktan sorumludur.Basit bir kural altında çalışır, burada girişlerinden yalnızca biri 1 ise 1 ise 1;Aksi takdirde, A 0 çıkışını yapar. ve kapı ise taşıma çıkışını işler.Sadece her iki girişi 1 olduğunda 1 üretir ve ikili ilavenin temel gereksinimleriyle mükemmel bir şekilde hizalanır.
Şekil 2: Yarı topluluğun inşası
Bu verimli ve anlaşılır tasarım, yarım topluluğun sadece temel ikili ilaveyi bağımsız olarak gerçekleştirmesini değil, aynı zamanda tam bir toplayıcı oluşturmak için bir yapı taşı olarak hizmet etmesini sağlar.Tam bir toplayıcı, iki yarım ekleyicinin ek veya kapı ile birleştirilmesiyle inşa edilir.Bu kurulumda, ilk yarım toplayıcı ilk ilave görevini üstlenir, bir ön miktar ve taşıma üretir.İkinci yarı toplayıcı daha sonra ek bir taşıma girişi ile birlikte taşınmayı birincisinden işler.Son olarak, OR GATE, son taşıma çıkışını üretmek için iki taşıma çıkışını birleştirir.Bu düzenleme, topluluğun işlevselliğini geliştirerek, daha karmaşık çok bitlik ilave görevlerini üstlenmesini sağlayarak, dijital devre tasarımında yarı ekleyicilerin yaygın uygulamasını ve önemini sergiliyor.
Tam adet
Tam bir toplayıcı, dijital mantık tasarımında, genellikle A, B ve taşıma (CIN) olarak etiketlenmiş üç tek bit ikili girişin eklenmesini işlemek için donatılmış gelişmiş bir bileşendir.Bu tasarım, tam topluluğun, önceki düşük dereceli hesaplamalardan taşıma tek bir işleme dahil ederek karmaşık ikili ilaveleri verimli bir şekilde işlemesine izin verir.
Şekil 3: Tam Adder devresi
İşlevsel olarak, tam bir toplayıcı iki basamaklı bir toplam çıkarabilir, yani çıkışı 0 ila 3 arasında değişebilir ve aynı zamanda bir gerçekleştirme (cout) üretebilir.Bunun nedeni, tüm giriş bitleri 1'e (a = 1, b = 1, cin = 1) ayarlandığında, toplam çıktı 1 (ikili 01'i temsil eder) ve 1'in bir işlemi oluşturulur, bu daBir sonraki yüksek bite ek bir taşıma geçirilmesi gerekir.
Yapısal olarak, tam adder genellikle iki yarım ekleyici ve bir veya kapıdan oluşur.Birinci yarıdaki toplayıcı, A ve B girişlerini alır ve bir başlangıç toplamı ve bir taşıma sinyali üretir.Bu ilk toplam daha sonra, ikinci yarı adına taşıma (CIN) ile birlikte beslenir.İkinci yarı toplayıcının rolü, bu toplamı ilk yarı toplayıcıdan CIN'e eklemek, başka bir toplam ve yeni bir taşıma çıktısı üretmektir.Eşzamanlı olarak, ilk yarı toplayıcıdan gelen taşıma çıkışı ve ikinci yarı toplayıcıdan gelen taşıma çıkışı, tam topluluğun son işleminde (cout) doruğa ulaşan bir veya kapıdan birleştirilir.Bu yapının tasarımı, tam topluluğun operasyonlarda taşıyıcıların yayılmasını etkili bir şekilde ele almasını sağlar ve bu da çok bit ikili ilavelerin yürütülmesi için idealdir.Bu nedenle, tam topluluğun tasarımı sadece veri işlemeyi hızlandırmakla kalmaz ve verimliliği arttırır, aynı zamanda mantık kapılarının basit bir kombinasyonu yoluyla donanım uygulamasının karmaşıklığını basitleştirir, bu da onu çok haneli ilave ve aritmetik mantık biriminde vazgeçilmez bir bileşen haline getirir (ALU).
|
Parametreler |
Yarısı toplama |
Tam adet |
|
Tanım |
Half Adder kombinasyonel bir mantıktır İki 1 bit basamak ekleyen devre.Yarım katlı, ikisinin toplamını üretir Girişler. |
Tam bir toplama kombinasyonel bir mantıktır Üç tek bit ikili sayı üzerinde bir ekleme işlemi gerçekleştiren devre. Tam toplayıcı üç girişin toplamını ve taşıma değerini üretir. |
|
Önceki Taşıma |
Önceki taşıma kullanılmaz. |
Önceki taşıma kullanılır. |
|
Girişler |
Yarı toplayıcıda iki giriş biti vardır (A, B). |
Tam toplayıcıda, üç giriş biti var (A, b, ciçinde). |
|
çıktılar |
Oluşturulan çıktı iki bit toplamıdır ve 2 bit girişinden taşıyın. |
Oluşturulan çıktı iki bit toplamıdır ve 3 bit girişinden taşıyın. |
|
Olarak kullanılır |
Yarım katlı bir devre tam bir devre ile aynı şekilde. |
Tam bir toplayıcı devresi yerinde kullanılabilir yarım toplayıcı devresinin. |
|
Özellik |
Uygulanması basit ve kolaydır |
Tam bir topluluğun tasarımı gibi değil Yarım adder kadar basit. |
|
Mantıksal ifade |
Yarım adder için mantıksal ifade: S = a⊕b;C = a*b. |
Tam Adder için Mantıksal İfade: S = a⊕b⊕cin;Cdışarı= (a*b)+(ciçinde*(A⊕B)). |
|
Mantık kapıları |
Bir eski veya bir kapıdan oluşur ve geçit. |
İki eski veya iki ve kapılardan oluşur, ve bir veya kapı. |
|
Başvuru |
Hesap makinelerinde, bilgisayarlarda kullanılır, dijital ölçüm cihazları, vb. |
Birden fazla bit eklemesinde kullanılır, dijital işlemciler vb. |
|
Alternatif isim |
Yarı için alternatif bir isim yok Adder. |
Tam bir toplayıcı da dalgalanma taşımacılığı olarak da bilinir Adder. |
Çizelge 1: Yarım adder ve tam toplayıcı arasındaki fark
Tam Adder Hakikat Tablosu
Tam bir topluluğun gerçek tablosu, ikili giriş kombinasyonları ile karşılık gelen çıkışları arasındaki kesin ilişkiyi detaylandıran operasyonel mantığını anlamanın anahtarıdır.Bu tablo, tüm potansiyel giriş senaryolarını ve sonuçlarını göstermektedir, bu da onu dijital mantık devrelerinin tasarımında ve doğrulamasında önemli bir araç haline getirir.Tam toplayıcı üç girişi işler: A, B ve bir taşıma (CIN), her biri 0 veya 1 olabilir. Bu, sekiz giriş kombinasyonuyla sonuçlanır.
Bu kombinasyonların her biri için, tam toplayıcıdaki çıkışlar bir toplam (toplam) ve bir taşıma (cout) içerir.Toplam, üç girişin Modulo-2 ilavesi (XOR işlemi)-A, B ve CIN.İşlem, giriş bitlerinden en az ikisi 1 olduğunda meydana gelir. Bu, tüm topluluğun tüm toprağı sıralı toplama işlemlerinde işleme yeteneğini yansıtır ve daha yüksek bit hesaplamalarda doğruluk sağlar.
Açıklamak için, tüm girişlerin 0 (a = 0, b = 0, c-in = 0) olduğu giriş senaryosunu düşünün.Çıktı toplamı 0 olacak ve taşıma da 0 olacaktır, bu da yönetmek için ek toplam veya taşıma olmadığını gösterir.A = 1, B = 0, C-in = 0 gibi yalnızca bir giriş biti 1 ise, çıkış toplamı taşıma olmadan 1 olacaktır, bu da bir taşıma daha yüksek bir bite aktarmaya gerek olmadığını gösterir.İki giriş biti 1 gibi 1, b = 1, c-in = 0 gibi, çıkış toplamı 0'dır (1+1 ikili olarak 2'ye eşittir ve modulo-2 0 ile sonuçlanır), ancak taşımaOut 1, bir sonraki daha yüksek bite aktarılması gereken bir taşıma gösteriyor.En karmaşık senaryo, üç giriş bitinin tümü 1 (a = 1, b = 1, c-in = 1) olduğunda ortaya çıkar;Çıktı toplamı 1'dir ve 1'lik bir işlem vardır, bu da daha yüksek bitlerde taşıma yönetiminin de gerekli olabileceğini düşündürmektedir.
|
A |
B |
Ciçinde |
S |
Cdışarı |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Grafik 2: Tam Adder Hakikat Tablosu
Tam bir topluluğun özellik denklemleri
Tam toplayı anlamak, A, B ve C-in giriş değerlerinin farklı kombinasyonlarının çıkış toplamına ve cout'a yol açtığı hakikat tablosunu kullanarak işlevselliğini incelemeyi içerir.İşlemi kavramak için mantık denklemlerini adım adım basitleştiririz.
Toplam için mantık ifadesi
Denklem, toplamın 1'e eşit olduğu farklı durumlarla başlar:
• A 'B' CIN + A 'B CIN' + A B 'CIN' + AB CIN
Bu denklem, CIN'li ve CIN'siz terimler ile yoğunlaşabilir:
• CIN (A 'B' + AB) + CIN '(A' B + A B ')
Bu basitleştirme, uygulaması daha kolay bir forma yol açar:
• CIN XOR (A XOR B)
Bu temsil, toplam çıktının esasen A, B ve CIN arasındaki XOR işlemi olduğunu gösterir ve ikili ilavenin temel davranışını yakaladığı, toplamın tek sayıda olanlara dayalı geçiş yaptıkları yer.
Cout için Mantık
Taşınmanın üretildiği koşullardan başlayarak:
• A 'B CIN + A B' CIN + AB C-In ' + AB CIN
Denklemi basitleştirerek, genellikle bir taşıma üretmeyi içeren terimleri tanımlarız:
• AB + B CIN + A CIN
Cout'u uygulamak için başka bir yöntem arayan denklem yeniden düzenlenebilir:
• AB + A CIN + B C-In (A + A ')
Bu, en az iki girişin 1 olduğu tüm senaryoları yakalamak için genişler ve rekombinatlar:
• AB CIN + AB + A C-In + A 'B CIN
• AB (1 + CIN) + A C-In + A 'B CIN
• AB + A C-In (B + B ') + A' B CIN
• AB + A B 'CIN + A' B CIN
• AB + CIN (A 'B + A B')
Cout için son kompakt form:
• AB + CIN (A XOR B)
Yatırma denkleminin bu versiyonu, hem a hem de B'nin 1 olduğunda veya A veya B'den biri 1 olduğunda, bir taşıma ile birlikte nasıl üretildiğini gösterir, böylece çoklu alanlarda taşıma yayılmasını yönetmek için gereken mantığı kapsüllerbit ikili ilavesi.Bu aerodinamik mantık, verimli dijital devrelerin uygulanması için özellikle yararlıdır.
Şekil 4: Tam bir topluluğun denklemleri
Tam bir toplayıcı devresi uygulamak
Tam bir toplayıcı devresinin uygulanması, üç tek bit ikili girişin eklenmesini verimli bir şekilde işleyebilen bir cihaz oluşturmak için iki yarım ekleyicinin ve bir OR kapının dikkatlice monte edilmesini içerir.Bu düzenleme devrenin karmaşıklığını optimize eder ve hem verimli hem de doğru hesaplamalar sağlar.
Başlangıç olarak, ilk yarım toplayıcı, eklenecek ana rakamlar olan A ve B olmak üzere iki birincil ikili girdi alır.Kilit görevi, bu iki sayının toplamını ve ilk taşımasını hesaplamaktır.Burada, ilk yarım toplayıcı iki sonuç verir: bir başlangıç toplamı (SUM1) ve bir ilk taşıma (CARGE1).SUM1, toplamın tek sayıda 1 olup olmadığını gösteren A ve B'nin XOR çalışmasından türetilir.A ve B arasındaki ve işlemin sonucu olan Carry1, her iki basamağın 1 olup olmadığını gösterir ve bir sonraki daha yüksek bite bir taşıma gerektirir.
Sonra, ikinci yarı toplayıcı sürece katılır.Girişleri olarak toplam çıktı SUM1 ve üçüncü giriş CIN'i (önceki hesaplamadan taşıma) kullanır.İkinci yarı toplayıcı iki çıkış üretir: son toplam sonucu (SUM2) ve ikincil taşıma (CARGE2).SUM1 ve CIN'in XOR sonucu olan SUM2, üç girişin son toplamını temsil eder ve toplanmış ikili ilaveyi gösterir.SUM1 ve CIN arasındaki ve operasyondan ortaya çıkan Carry2, bu bileşenler tarafından üretilen bir taşıma gösterir.
Şekil 5: İki yarım adder kullanan tam toplayıcı devresi
Son olarak, tüm topluluğun tasarımını tamamlamak için, her iki yarım ekleyiciden taşıma çıkışlarını ve taşıma 2'yi işlemek için bir OR OR geçidi gerekir.Bu veya kapı, hesaplamalar sırasında üretilen herhangi bir taşımanın nihai çıktıya doğru bir şekilde iletilmesini sağlar.Bu nedenle, tam topluluğun nihai taşıma çıkışı (cout), taşıma1 ve carp2'nin sonucudur.Bu veya kapının dahil edilmesi, tüm potansiyel taşımaların doğru bir şekilde hesaplandığını ve çok bit ilave işlemlerinde bir sonraki seviyeye aktarıldığını garanti ederek aritmetik işlemin birden fazla bit boyunca bütünlüğünü sağlar.
Dijital mantıkta tam ekleyicilerin avantajları ve zorlukları
Tam ekleyiciler, dijital mantık tasarımında vazgeçilmez bir rol oynar ve bunları çeşitli bilgi işlem ve veri işleme senaryolarında zorunlu kılan sayısız fayda sağlar.Birincil avantajları arasında dikkate değer esneklik, hızlı işleme hızları ve verimli taşıma yönetimi bulunmaktadır.Bu özellikler, özellikle sıralı multi-bit ilave gerektiren uygulamalarda, tam ekleyicileri karmaşık aritmetik işlemleri ve mantık işlevlerini yürütmek için ideal hale getirir.
Avantajlar
Esneklik: Tam ekleyiciler aynı anda birden fazla ikili girişi (A, B ve CIN) işleme yeteneklerinde mükemmeldir.Ayrıca, daha uzun ikili sayıları işlemek için daha büyük reklam dizilerine genişletilebilirler.Bu ölçeklenebilirlik, karmaşık çok bit aritmetik ve mantık işlemleri gerçekleştirmesi gereken yüksek performanslı aritmetik mantık birimleri (ALUS) oluşturmak için önemlidir.
Hız: Dahili paralel işleme mimarileri sayesinde, tam ekleyiciler tüm girişlerin tek bir saat döngüsüne eklenmesini tamamlayabilirken, çıktıları taşımayı da belirleyebilir.Bu özellik sürekli ekleme işlemlerini destekler ve modern mikroişlemcilerde ve yüksek hızlı bilgi işlem cihazlarında gerçek zamanlı veri işleme için vazgeçilmezdir.
Dezavantajları
Bununla birlikte, tam ekleyiciler de dikkate değer dezavantajlar sunar:
Tasarım ve uygulamada karmaşıklık: Tam ekleyiciler, çoklu mantık kapıları ve çok seviyeli taşıma yayılımı içerir, bu da tasarımlarını karmaşık hale getirir.Bu karmaşıklık sadece üretim maliyetlerini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda devrelerin güvenilirliğini de etkileyebilir.
Yayılma Gecikme Sorunları: Taşıma Yayılımı, her biri gecikmesini ekleyen birkaç mantık kapısından geçebilir.Bu, büyük ölçekli işlemler sırasında, özellikle kapsamlı bilgisayar sistemlerinde ve çok büyük ölçekli entegrasyon (VLSI) ve yüksek hızlı işlemcilerin tasarımında genel hesaplama hızını sınırlayabilir.Gecikme performansta önemli bir darboğaz haline gelebilir.
Bu sorunları azaltmak için mühendisler sürekli olarak daha verimli devre tasarımlarını keşfediyorlar.Stratejiler, daha hızlı mantık geçidi teknolojilerinin kullanılmasını, yol uzunluklarını kısaltmak için devre düzenlerinin optimize edilmesini ve taşıma yayılımındaki gecikmeleri en aza indirmek için taşıma ekleyicileri gibi gelişmiş teknolojilerin geliştirilmesini içerir.
Dijital Mantıkta Tam Ekleyicilerin Uygulamaları
Tam ekleyiciler, esneklik ve verimlilikleri için ödüllendirilen dijital mantıkta yaygın olarak kullanılır, bu da onları çok sayıda bilgi işlem ve veri işleme görevinde merkezi hale getirir.Uygulamaları temel aritmetik işlemlerden karmaşık sinyal işleme ve sistem kontrolüne kadar uzanır.İşte tam ekleyicilerin ayrılmaz olduğu bazı önemli alanlara ayrıntılı bir bakış.
Aritmetik devreler
Tam ekleyicilerin en basit kullanımlarından biri, ikili ilave yaptıkları aritmetik devrelerdedir.Özellikle çok bitli sayı eklemesinde çok önemli olan tam ekleyiciler, basamaklama yoluyla daha uzun ikili dizileri yönetir.Bu düzenlemede, her tam toplayıcı, bit konumu ve alt bitten taşıma için eklemeyi işler, daha sonra yeni taşımayı bir sonraki yüksek bitin tam topluluğuna geçirir.Bu kaskad, tüm rakam aralığında kapsamlı çok bitlik ilave sağlar.
Veri işleme
Tam ekleyiciler ayrıca, hassas ve hızlı aritmetik işlemlerin gerekli olduğu filtreleme ve Fourier dönüşümleri için dijital sinyal işleme (DSP) gibi gelişmiş veri işleme görevlerinde önemli bir rol oynar.Ayrıca, veri şifrelemesi ve hata algılama ve eşlik kontrolleri ve döngüsel fazlalık kontrolü (CRC) kod üretimi gibi düzeltme algoritmaları dahil olmak üzere bilgi güvenliği alanında, tam ekleyiciler temel bit işlemlerini yürütmek için çok önemlidir.
Sayaç
Dijital sayaçlarda, tam ekleyiciler, özellikle modüler ve senkron sayaçlarda hem artış hem de azalma fonksiyonlarını uygulamak için vazgeçilmezdir.Kesin sayımı sağlamak için taşımaları ve ödünçleri doğru bir şekilde yönetirler.
Çoklayıcılar (MUX) ve Demultiplexers (Demux)
Çoklayıcılar ve demultipleksleyicilerde, tam ekleyiciler kanal seçimi ve veri dağılımında kritik bir rol oynar.Veri girişi ve çıktı için hangi kanalların kullanıldığını belirleyen mantığa katılırlar ve mantık kontrol sinyallerine dayalı kararlar verirler.
Hafıza teknolojisi
Bellek adreslemesinde, tam ekleyiciler bellek konumlarına dinamik olarak erişmek için adres sinyalleri oluşturmaya yardımcı olur.Bu, özellikle tam ekleyicilerin bellek erişiminin verimliliğini artırmak için karmaşık adres hesaplamalarını desteklediği dinamik rastgele erişim belleği (DRAM) ve diğer depolama sistemlerinde özellikle önemlidir.
Aritmetik Mantık Birimleri (ALU)
Son olarak, mikroişlemcilerde ve dijital sinyal işlemcilerdeki aritmetik mantık birimlerinin temel bileşenleri olarak, tam ekleyiciler çok önemlidir.ALU, tüm aritmetik ve mantık işlemlerini işler, tam ekleyiciler verilerin hem hızlı hem de doğru bir şekilde işlenmesini sağlar.
Tam Adder uygulamalarına örnekler
Tam ekleyiciler çeşitli mantık kapıları ve konfigürasyonlar kullanılarak oluşturulabilir.Burada, kurulumlarını ve operasyonel nüanslarını vurgulayan dört farklı uygulamayı araştırıyoruz.
Xor ve veya kapılarla inşa edilmiş tam toplayıcı
Şekil 6: Xor ve / veya mantık kapıları ile inşa edilmiş tam toplayıcı
Bu örnek, ayrık transistörler kullanarak bir ekmek tahtası üzerine inşa edilmiş tam bir toplayıcı sergiler.Yapılandırma beş mantık kapağı içerir: iki xor kapısı, iki ve kapılar ve bir veya kapı, toplam 21 transistör gerektirir.A ve B girişleri, bir +5V beslemesi alarak breadboard'un sol üst kısmına bağlanır.Bu girişler iki geçiş anahtarı kullanılarak kontrol edilir.Sol üstteki iki LED, A ve B girişlerinin durumlarını gösterirken, sağ taraftaki iki LED çıkışları gösterir.Devrede kullanılan dirençlerin tümü 2.2k ohmdur.A ve B girişleri açık olduğunda ve taşıma kapalı olduğunda, çıkış toplamını (1 + 1 + 0 = 10) temsil eden 10 ikili değer gösterir.İlk 12 transistörle inşa edilen Xor Gates, birincil toplamı işlerken, breadboard'un alt yarısı taşıma işlemleri için ve / / veya kapılar içeriyorken, renk kodlu kablolama netliği ve sorun gidermeyi arttırır.
NAND kapıları kullanarak tam adder
Şekil 7: NAND kapıları kullanan tam adder
Bu tam toplayıcı dokuz NAND kapısı kullanır, her kapı iki transistörden yapılmış, toplam 18 transistör.Bu yöntem, ayrık bileşenler kullanarak tam bir toplayıcı inşa etmenin en basit ve en etkili yolları arasındadır.Tüm kapılar breadboard'un üst yarısında monte edilirken, anahtarlar alt yarıyı işgal eder.Devrenin işlevselliği, A ve B girişleri ve taşıma işlemi ile gösterilir, bu da ondalık 2'ye eşdeğer 10 çıkış ikili değeri ile sonuçlanır.
Nor kapıları ile tam toplayıcı
Şekil 8: Nor kapıları ile tam toplayıcı
Her biri iki transistör gerektiren dokuz Nor Gates ile inşa edilen bu kurulum ayrıca toplam 18 transistör kullanır.Nor Gates ile tam bir toplayıcı inşa etmek iyi bir alternatif sunar, ancak NAND kapılarına kıyasla daha karmaşık kablolar içerir.Nor kapılarındaki her transistör, temiz ve organize kablolama sağlamak için turuncu jumper telleri ile bağlanan koleksiyoncular ile topraklanmıştır.Bu konfigürasyon, A ve B girişleri aktive edilmiş ve taşıma devre dışı bırakılmasıyla gösterilir, bu da taşımanın aktif olduğu ve toplamın kapalı olduğu çıkışlara yol açar.
Çözüm
Toplam yarım ekleyicilerden sofistike tam toplayıcı tasarımlara kadar bu toplayıcı teknolojisinin bu keşfi boyunca, bu bileşenlerin dijital elektroniklerin ilerlemesine temel olduğu açıktır.Operasyonel özellikler ve uygulama örnekleri, çeşitli hesaplama ayarlarında ekleyicilerin çok yönlülüğünü ve verimliliğinin altını çizdi.Ekleyicilerin yapısını ve işlevini, özellikle gerçek tabloları ve karakteristik denklemleri ile inceleyerek, yetenekleri ve kısıtlamaları hakkında değerli bilgiler kazanırız.Bu bilgi, daha verimli ve daha hızlı bilgi işlem sistemlerinin tasarımını geliştirmede etkilidir.Nihayetinde, ekleyiciler sadece karmaşık ikili hesaplamaları basitleştirmekle kalmaz, aynı zamanda veri işleme, bellek tahsisi ve dijital sinyal işleme gibi çeşitli alanlarda teknolojinin çoğalmasını sağlar.Dijital teknoloji geliştikçe, reklam tasarımında devam eden arıtma ve yenilik, daha gelişmiş hesaplama mimarilerinin geliştirilmesinde bir temel taşı olmaya devam edecek ve bu temel bileşenlerin dijital sistem tasarımı ve uygulamasının kalbinde kalmasını sağlayacaktır.
Sık Sorulan Sorular (SSS]
1. Tam Adder devresi nedir?
Tam bir toplayıcı, bir toplam ve taşıma çıkışı üretmek için üç ikili bit ekleyen bir dijital devredir.Üç girişin eklenmesini ele almak için tasarlanmıştır: iki önemli bit ve bir önceki eklemeden bir taşıma biti.Bu, çok bit ikili sayılar eklemek için birbirini izleyen aşamalarda kullanılmasını sağlar.
2. Kaç tane ve tam adderde xor?
Tipik bir tam toplayıcı şunları içerir:
Toplamı oluşturmak için iki xor kapısı.
Two ve Gates, aktarma hesaplamasına katkıda bulunacak.
Taşıma çıkışını sonuçlandırmak için bir veya kapı.
3. Tam Adder'de taşıma girişi nedir?
Tam bir toplayıcıdaki taşıma girişi (CIN), çok bit ikili ilaveye önceki alt önemli bitlerin eklenmesinden kaynaklanan taşıma bitidir.Mevcut toplamı ve yeni taşımayı hesaplarken tam topluluğun bu önceki taşıyıcıyı göz önünde bulundurmasına izin verir.
4. Neden yarım adder yerine tam bir toplayıcı kullanıyorsunuz?
Üç bit ekleyebilir (önceki eklemelerden taşıma dahil) ekleyebilir, böylece çok bit sayılar eklemek için birlikte zincirleme için uygun hale getirir.Bir yarım adder sadece iki bit ekleyebilir ve bir taşıma için bir hüküm yoktur, bu da kullanımını sıralı taşıma yayılımı olmadan ikili ilavenin en basit biçimleriyle sınırlar.