O que são Parallel Adder e Parallel Subtractor e seu funcionamento

Adições e subtrações são operações fundamentais em um sistema digital, Sistema de controle E Processamento de sinal digital . Esses sistemas são influenciados pelos somadores e subtratores, fornecendo operações precisas e rápidas. Adicionadores e subtratores desempenham um papel essencial em sistemas digitais devido ao seu amplo uso em outras operações digitais como multiplicação, subtração e divisão. Portanto, melhorar o desempenho deles irá progredir na execução de operações binárias dentro de um circuito. O desempenho do circuito digital pode ser estimado avaliando sua velocidade operacional, área de layout e dissipação de energia. Este artigo discute uma visão geral do somador paralelo e do subtrator paralelo.

O que são Parallel Adder e Parallel Subtractor?

O paralelo adicionador e o subtrator paralelo discutem principalmente suas definições, funcionamento, vantagens e desvantagens.

O que é um somador paralelo?

Um circuito digital que é usado para realizar a adição de dois números binários e um transporte i / p, onde o comprimento de um bit é maior do que outro bit e opera em paralelo com pares equivalentes de bits. O arranjo do somador paralelo pode ser feito organizando os somadores completos (FAs) em um modelo de cadeia onde o transporte o / p de cada somador completo (FA1) pode ser vinculado ao transporte i / p do próximo somador completo (FA2) dentro da cadeia. O diagrama do somador paralelo é mostrado abaixo.

somador paralelo

A operação de um somador paralelo de n bits pode ser feita usando somadores n-completos. Da mesma forma, para o somador paralelo de 2 bits, dois somadores são necessários. Geralmente, esses somadores incluem a lógica de leve em frente para se certificar de que a propagação do transporte entre a adição do próximo estágio não restringe a velocidade da adição.

Trabalho de somador paralelo

O diagrama somador paralelo é mostrado acima. Nisso, o primeiro somador completo como FA1, a soma como 'S1' pode ser gerada adicionando A1 e B1 com o transporte 'C1'. O transporte 'C2' é conectado ao segundo somador na cadeia.

Depois disso, o segundo somador completo como FA2 usa o bit de transporte 'C2' para inserir os bits de entrada A2 e B2 para produzir o transporte de soma S2 e C3. Da mesma forma, esse processo continua para os somadores completos restantes até que o enésimo somador completo use o bit de transporte Cn para inserir suas entradas como An & Bn para produzir o bit final de o / p com Cout (último bit de transporte).

O que é um subtrator paralelo?

Um circuito digital usado para calcular a diferença aritmética entre dois pares binários de bits é conhecido como subtrator paralelo. Aqui, em bits binários, o comprimento de um bit é maior do que os outros bits. O projeto deste subtrator pode ser feito de maneiras diferentes, como uma combinação de todos os subtratores completos ou subtratores meio e completos ou todos os FAs com o i / p do complemento de subtraendo. O diagrama do subtrator paralelo é mostrado abaixo.

subtrator paralelo

No subtrator paralelo de n bits, o o / p desejado pode ser alcançado ao colocar em cascata os n subtratores completos. A conexão disso é semelhante ao somador paralelo de 4 bits. A subtração disso pode ser feita de cada bit para seu bit paralelo. Se um empréstimo é gerado, ele se propaga durante a cascata de subtrator completo .

Trabalho de Subtrator Paralelo

Como mostrado no diagrama do subtrator paralelo acima, o subtrator pode ser organizado com uma combinação de todos os FAs com o complemento de subtraendo i / p.

O procedimento de subtração pode ser feito considerando a adição de minuendo com o complemento de 2 do subtraendo. Assim, essa subtração paralela pode ser feita.

O complemento de dois de um número pode ser feito convertendo o número binário em complemento de 1. Aqui, o complemento de 1 é negar o número binário. Aqui, adicionando 1 ao bit LSB do complemento de 1, o complemento de 2 pode ser obtido.

Usando portas lógicas , o complemento de 1 de 'B' pode ser obtido através da porta lógica NOT e '1' é adicionado em todo o transporte para obter o complemento de 2 de 'B'. Além disso, isso é adicionado a 'A' para realizar a subtração aritmética.

Este procedimento continuará até o somador completo final como 'FAn' e utiliza o bit de transporte 'Cn' para incluir com seu i / p 'An', bem como o complemento de 2 de 'Bn' para produzir o bit o / p final com bit de transporte final 'Cout'.

Vantagens

O vantagens de um somador e subtrator paralelo inclui o seguinte.

• A operação desse somador ou subtrator é mais rápida quando comparado ao somador ou subtrator serial.
• O tempo necessário para adição não depende do dígito de bits.
• Todos os bits são adicionados ou subtraídos de uma vez, então o / p estará na forma paralela.
• Não é caro.
• Eles são mais rápidos em comparação com contrapartes seriais.

Desvantagens do Somador / Subtrator Paralelo

O desvantagens de um somador e subtrator paralelo inclui o seguinte.

• Em um processo em cadeia, cada somador completo deve aguardar o carregamento do somador anterior.
• Cada somador / subtrator no processo de cadeia obterá entradas para suas portas instantaneamente. Mas, as portas, como um carregamento ou empréstimo, não adquirem seus i / ps até que o somador / subtrator anterior conclua seu processo.
• Portanto, o atraso terá ocorrido, então soma uma vez que o não. de FAs ou subtratores completos aumenta.
• Não inclui o transporte anterior no processo de adição.
• Portanto, não é adequado para uso em cascata na adição de vários bits.
• Uma vez que os FAs são usados ​​dentro de um arranjo em cadeia, a capacidade de acionamento de saída pode ser reduzida.

FAQs

1). Qual é o adicionador?

Um circuito digital que é usado para realizar uma adição de números

2). O que é subtrator?

Um circuito lógico eletrônico usado para calcular a dissimilaridade entre dois números binários.

3). Quais são os diferentes tipos de somadores?

Eles são meio somadores, somadores completos e somadores de vários bits.

4). O que são somadores de vários bits?

Eles são somadores seriais e somadores paralelos.

Portanto, trata-se de uma visão geral do paralelo somador e subtrator , e suas vantagens e desvantagens. Somadores, assim como subtratores, são amplamente utilizados na unidade lógica aritmética de um computador para calcular adição e em CPU e GPU para as aplicações de gráficos para diminuir a complexidade do circuito. Aqui está uma pergunta para você, qual é a diferença entre somador e subtrator?