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加法器,加法器的設(shè)計(jì)原理

來(lái)源:整理 時(shí)間:2023-08-27 00:03:09 編輯:智能門(mén)戶 手機(jī)版

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1,加法器的設(shè)計(jì)原理

加法器是基于二進(jìn)2113制邏輯關(guān)系設(shè)計(jì)的。假設(shè)計(jì)算5261的是 a1+a2,和為c[1:0],有下4102列兩種關(guān)系:1. a1和a2都為1時(shí),進(jìn)位c[1]=1,即邏輯1653與;2. a1和a2只有一個(gè)為1時(shí),低位c[0]=1,即邏輯異專(zhuān)或;因此加法器的實(shí)現(xiàn)方式屬為 c[1]=a1 and a2, c[0]=a1 xor a2 。

加法器的設(shè)計(jì)原理

2,加法器有什么用能實(shí)現(xiàn)什么功能

加法器是產(chǎn)生數(shù)的和的裝置。加數(shù)和被加數(shù)為輸入,和數(shù)與進(jìn)位為輸出的裝置為半加器。若加數(shù)、被加數(shù)與低位的進(jìn)位數(shù)為輸入,而和數(shù)與進(jìn)位為輸出則為全加器。常用作計(jì)算機(jī)算術(shù)邏輯部件,執(zhí)行邏輯操作、移位與指令調(diào)用。在電子學(xué)中,加法器是一種數(shù)位電路,其可進(jìn)行數(shù)字的加法計(jì)算。在現(xiàn)代的電腦中,加法器存在于算術(shù)邏輯單元(ALU)之中。 加法器可以用來(lái)表示各種數(shù)值,如:BCD、加三碼,主要的加法器是以二進(jìn)制作運(yùn)算。由于負(fù)數(shù)可用二的補(bǔ)數(shù)來(lái)表示,所以加減器也就不那么必要。
對(duì)于低通濾波器,一般用的都是butterworth的,以保證通帶內(nèi)平坦,階數(shù)的計(jì)算方法公式編輯器編輯的公式復(fù)制不了,matlab語(yǔ)言了n=log10(10.^(0.1*as-1))/log10(ws);%最小階數(shù)ws是止帶歸一化頻率as是止帶衰減其實(shí)沒(méi)必要自己算設(shè)置minimum order就行了

加法器有什么用能實(shí)現(xiàn)什么功能

3,加法器原理

【中文名】:加法器【外文名】:Pascaline【定 義】:產(chǎn)生數(shù)的和的裝置【作 用】:產(chǎn)生數(shù)的和【出 入】:加數(shù)和被加數(shù)【類(lèi) 型】:一種數(shù)位電路【舉 例】:BCD、加三碼【工作原理】:設(shè)一個(gè)n位的加法器的第i位輸入為ai、bi、ci,輸出si和ci+1,其中ci是低位來(lái)的進(jìn)位,ci+1(i=n-1,n-2,…,1,0)是向高位的進(jìn)位,c0是整個(gè)加法器的進(jìn)位輸入,而cn是整個(gè)加法器的進(jìn)位輸出。則和si=aiii+ibii+iici+aibici ,(1)進(jìn)位ci+1=aibi+aici+bici ,(2)令 gi=aibi, (3)pi=ai+bi, (4)則 ci+1= gi+pici, (5)只要aibi=1,就會(huì)產(chǎn)生向i+1位的進(jìn)位,稱g為進(jìn)位產(chǎn)生函數(shù);同樣,只要ai+bi=1,就會(huì)把ci傳遞到i+1位,所以稱p為進(jìn)位傳遞函數(shù)。把式(5)展開(kāi),得到:ci+1= gi+ pigi-1+pipi-1gi-2+…+ pipi-1…p1g0+ pipi-1…p0c0(6) 。隨著位數(shù)的增加式(6)會(huì)加長(zhǎng),但總保持三個(gè)邏輯級(jí)的深度,因此形成進(jìn)位的延遲是與位數(shù)無(wú)關(guān)的常數(shù)。一旦進(jìn)位(c1~cn-1)算出以后,和也就可由式(1)得出。使用上述公式來(lái)并行產(chǎn)生所有進(jìn)位的加法器就是超前進(jìn)位加法器。產(chǎn)生gi和pi需要一級(jí)門(mén)延遲,ci 需要兩級(jí),si需要兩級(jí),總共需要五級(jí)門(mén)延遲。與串聯(lián)加法器(一般要2n級(jí)門(mén)延遲)相比,(特別是n比較大的時(shí)候)超前進(jìn)位加法器的延遲時(shí)間大大縮短了。
他說(shuō)的對(duì)。
《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》里面有

加法器原理

4,什么是加法器

加法器就是計(jì)算機(jī)用來(lái)計(jì)數(shù)用的一種部件。
加法器是為了實(shí)現(xiàn)加法的。 即是產(chǎn)生數(shù)的和的裝置。加數(shù)和被加數(shù)為輸入,和數(shù)與進(jìn)位為輸出的裝置為半加器。若加數(shù)、被加數(shù)與低位的進(jìn)位數(shù)為輸入,而和數(shù)與進(jìn)位為輸出則為全加器。常用作計(jì)算機(jī)算術(shù)邏輯部件,執(zhí)行邏輯操作、移位與指令調(diào)用。 對(duì)于1位的二進(jìn)制加法,相關(guān)的有五個(gè)的量:1,被加數(shù)a,2,被加數(shù)b,3,前一位的進(jìn)位cin,4,此位二數(shù)相加的和s,5,此位二數(shù)相加產(chǎn)生的進(jìn)位cout。前三個(gè)量為輸入量,后兩個(gè)量為輸出量,五個(gè)量均為1位。 對(duì)于32位的二進(jìn)制加法,相關(guān)的也有五個(gè)量:1,被加數(shù)a(32位),2,被加數(shù)b(32位),3,前一位的進(jìn)位cin(1位),4,此位二數(shù)相加的和s(32位),5,此位二數(shù)相加產(chǎn)生的進(jìn)位cout(1位)。 要實(shí)現(xiàn)32位的二進(jìn)制加法,一種自然的想法就是將1位的二進(jìn)制加法重復(fù)32次(即逐位進(jìn)位加法器)。這樣做無(wú)疑是可行且易行的,但由于每一位的cin都是由前一位的cout提供的,所以第2位必須在第1位計(jì)算出結(jié)果后,才能開(kāi)始計(jì)算;第3位必須在第2位計(jì)算出結(jié)果后,才能開(kāi)始計(jì)算,等等。而最后的第32位必須在前31位全部計(jì)算出結(jié)果后,才能開(kāi)始計(jì)算。這樣的方法,使得實(shí)現(xiàn)32位的二進(jìn)制加法所需的時(shí)間是實(shí)現(xiàn)1位的二進(jìn)制加法的時(shí)間的32倍。 可以看出,上法是將32位的加法1位1位串行進(jìn)行的,要縮短進(jìn)行的時(shí)間,就應(yīng)設(shè)法使上敘進(jìn)行過(guò)程并行化。 逐位進(jìn)位加法器,在每一位的計(jì)算時(shí),都在等待前一位的進(jìn)位。那么不妨預(yù)先考慮進(jìn)位輸入的所有可能,對(duì)于二進(jìn)制加法來(lái)說(shuō),就是0與1兩種可能,并提前計(jì)算出若干位針對(duì)這兩種可能性的結(jié)果。等到前一位的進(jìn)位來(lái)到時(shí),可以通過(guò)一個(gè)雙路開(kāi)關(guān)選出輸出結(jié)果。這就是進(jìn)位選擇加法器的思想。 提前計(jì)算多少位的數(shù)據(jù)為宜?同為32位的情況:線形進(jìn)位選擇加法器,方法是分n級(jí),每級(jí)計(jì)算32/n位;平方根進(jìn)位選擇加法器,考慮到使兩個(gè)路徑(1,提前計(jì)算出若干位針對(duì)這兩種可能性的結(jié)果的路徑,2,上一位的進(jìn)位通過(guò)前面的結(jié)構(gòu)的路徑)的延時(shí)達(dá)到相等或是近似。方法,或是2345666即第一級(jí)相加2位,第二級(jí)3位,第三級(jí)4位,第四級(jí)5位,第五級(jí)6位,第六級(jí)6位,第七級(jí)6位;或是345677即第一級(jí)相加3位,第二級(jí)4位,第三級(jí)5位,第四級(jí)6位,第五級(jí)7位,第六級(jí)7位。 進(jìn)一步分析加法進(jìn)行的機(jī)制,可以使加法器的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步并行化。 令g = ab,p = a⊕b,則cout(g,p) = g + pcin,s(g,p)=p⊕cin。由此,a,b,cin,s,cout五者的關(guān)系,變?yōu)榱薵,p,cin,s,cout五者的關(guān)系。 再定義點(diǎn)運(yùn)算(?),(g,p)?(g,p)=(g + pg,pp),可以分解(g 3:2,p3:2) =(g3,p3)?(g2,p2)。 點(diǎn)運(yùn)算服從結(jié)合律,但不符合交換律。 點(diǎn)運(yùn)算只與g,p有關(guān)而與cin無(wú)關(guān),也就是可以通過(guò)只對(duì)前面若干位g,p進(jìn)行點(diǎn)運(yùn)算計(jì)算,就能得到第n位的gn:m,pn:m值,當(dāng)取m為0時(shí),獲得的gn:0,pn:0即可與初使的cin一起代入cout(g,p) = g + pcin,s(g,p)=p⊕cin,得到此位的cout,s;而每一位的g,p值又只與該位的a,b值即輸入值有關(guān),所以在開(kāi)始進(jìn)行運(yùn)算后,就能并行的得到每一位的g,p值。 以上分析產(chǎn)生了超前進(jìn)位加法器的思想:三步運(yùn)算,1,由輸入的a,b算出每一位的g,p;2,由各位的g,p算出每一位的gn:0,pn:0;3,由每一位的gn:0,pn:0與cin算出每一位的cout,s。其中第1,3步顯然是可以并行處理的,計(jì)算的主要復(fù)雜度集中在了第2步。 第2步的并行化,也就是實(shí)現(xiàn)gn:0,pn:0的點(diǎn)運(yùn)算分解的并行化。

5,什么加法器

加法器是為了實(shí)現(xiàn)加法的。 即是產(chǎn)生數(shù)的和的裝置。加數(shù)和被加數(shù)為輸入,和數(shù)與進(jìn)位為輸出的裝置為半加器。若加數(shù)、被加數(shù)與低位的進(jìn)位數(shù)為輸入,而和數(shù)與進(jìn)位為輸出則為全加器。常用作計(jì)算機(jī)算術(shù)邏輯部件,執(zhí)行邏輯操作、移位與指令調(diào)用。 對(duì)于1位的二進(jìn)制加法,相關(guān)的有五個(gè)的量:1,被加數(shù)A,2,被加數(shù)B,3,前一位的進(jìn)位CIN,4,此位二數(shù)相加的和S,5,此位二數(shù)相加產(chǎn)生的進(jìn)位COUT。前三個(gè)量為輸入量,后兩個(gè)量為輸出量,五個(gè)量均為1位。 對(duì)于32位的二進(jìn)制加法,相關(guān)的也有五個(gè)量:1,被加數(shù)A(32位),2,被加數(shù)B(32位),3,前一位的進(jìn)位CIN(1位),4,此位二數(shù)相加的和S(32位),5,此位二數(shù)相加產(chǎn)生的進(jìn)位COUT(1位)。 要實(shí)現(xiàn)32位的二進(jìn)制加法,一種自然的想法就是將1位的二進(jìn)制加法重復(fù)32次(即逐位進(jìn)位加法器)。這樣做無(wú)疑是可行且易行的,但由于每一位的CIN都是由前一位的COUT提供的,所以第2位必須在第1位計(jì)算出結(jié)果后,才能開(kāi)始計(jì)算;第3位必須在第2位計(jì)算出結(jié)果后,才能開(kāi)始計(jì)算,等等。而最后的第32位必須在前31位全部計(jì)算出結(jié)果后,才能開(kāi)始計(jì)算。這樣的方法,使得實(shí)現(xiàn)32位的二進(jìn)制加法所需的時(shí)間是實(shí)現(xiàn)1位的二進(jìn)制加法的時(shí)間的32倍。 可以看出,上法是將32位的加法1位1位串行進(jìn)行的,要縮短進(jìn)行的時(shí)間,就應(yīng)設(shè)法使上敘進(jìn)行過(guò)程并行化。 逐位進(jìn)位加法器,在每一位的計(jì)算時(shí),都在等待前一位的進(jìn)位。那么不妨預(yù)先考慮進(jìn)位輸入的所有可能,對(duì)于二進(jìn)制加法來(lái)說(shuō),就是0與1兩種可能,并提前計(jì)算出若干位針對(duì)這兩種可能性的結(jié)果。等到前一位的進(jìn)位來(lái)到時(shí),可以通過(guò)一個(gè)雙路開(kāi)關(guān)選出輸出結(jié)果。這就是進(jìn)位選擇加法器的思想。 提前計(jì)算多少位的數(shù)據(jù)為宜?同為32位的情況:線形進(jìn)位選擇加法器,方法是分N級(jí),每級(jí)計(jì)算32/N位;平方根進(jìn)位選擇加法器,考慮到使兩個(gè)路徑(1,提前計(jì)算出若干位針對(duì)這兩種可能性的結(jié)果的路徑,2,上一位的進(jìn)位通過(guò)前面的結(jié)構(gòu)的路徑)的延時(shí)達(dá)到相等或是近似。方法,或是2345666即第一級(jí)相加2位,第二級(jí)3位,第三級(jí)4位,第四級(jí)5位,第五級(jí)6位,第六級(jí)6位,第七級(jí)6位;或是345677即第一級(jí)相加3位,第二級(jí)4位,第三級(jí)5位,第四級(jí)6位,第五級(jí)7位,第六級(jí)7位。 進(jìn)一步分析加法進(jìn)行的機(jī)制,可以使加法器的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步并行化。 令G = AB,P = A⊕B,則COUT(G,P) = G + PCIN,S(G,P)=P⊕CIN。由此,A,B,CIN,S,COUT五者的關(guān)系,變?yōu)榱薌,P,CIN,S,COUT五者的關(guān)系。 再定義點(diǎn)運(yùn)算(?),(G,P)?(G,P)=(G + PG,PP),可以分解(G 3:2,P3:2) =(G3,P3)?(G2,P2)。 點(diǎn)運(yùn)算服從結(jié)合律,但不符合交換律。 點(diǎn)運(yùn)算只與G,P有關(guān)而與CIN無(wú)關(guān),也就是可以通過(guò)只對(duì)前面若干位G,P進(jìn)行點(diǎn)運(yùn)算計(jì)算,就能得到第N位的GN:M,PN:M值,當(dāng)取M為0時(shí),獲得的GN:0,PN:0即可與初使的CIN一起代入COUT(G,P) = G + PCIN,S(G,P)=P⊕CIN,得到此位的COUT,S;而每一位的G,P值又只與該位的A,B值即輸入值有關(guān),所以在開(kāi)始進(jìn)行運(yùn)算后,就能并行的得到每一位的G,P值。 以上分析產(chǎn)生了超前進(jìn)位加法器的思想:三步運(yùn)算,1,由輸入的A,B算出每一位的G,P;2,由各位的G,P算出每一位的GN:0,PN:0;3,由每一位的GN:0,PN:0與CIN算出每一位的COUT,S。其中第1,3步顯然是可以并行處理的,計(jì)算的主要復(fù)雜度集中在了第2步。 第2步的并行化,也就是實(shí)現(xiàn)GN:0,PN:0的點(diǎn)運(yùn)算分解的并行化。
對(duì)于是不是加法器,應(yīng)該沒(méi)什么關(guān)系,加法器只是輸入端同時(shí)又幾個(gè)信號(hào)罷了。對(duì)于同相反相比例放大器,他們的輸入輸出阻抗不同,反相的輸入低輸出高,同相的相反。 加法器是產(chǎn)生數(shù)的和的裝置。加數(shù)和被加數(shù)為輸入,和數(shù)與進(jìn)位為輸出的裝置為半加器。若加數(shù)、被加數(shù)與低位的進(jìn)位數(shù)為輸入,而和數(shù)與進(jìn)位為輸出則為全加器。常用作計(jì)算機(jī)算術(shù)邏輯部件,執(zhí)行邏輯操作、移位與指令調(diào)用。在電子學(xué)中,加法器是一種數(shù)位電路,其可進(jìn)行數(shù)字的加法計(jì)算。在現(xiàn)代的電腦中,加法器存在于算術(shù)邏輯單元(alu)之中。加法器可以用來(lái)表示各種數(shù)值,如:bcd、加三碼,主要的加法器是以二進(jìn)制作運(yùn)算。由于負(fù)數(shù)可用二的補(bǔ)數(shù)來(lái)表示,所以加減器也就不那么必要。
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