并行加法器和并行减法器

先决条件—— 全加器 , 全减法器

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并行加法器- 单个全加器执行两个一位数字和一个输入进位的加法。但是 并行加法器 是一个数字电路能够找到算法 总和 由两个二进制数组成 大于一位 在长度上,通过对相应的位对进行并行操作。它包括 链式全加器 其中,每个全加器的输出进位连接到链中下一个高阶全加器的进位输入。 n位并行加法器需要n个全加器来执行该操作。 所以对于两位数字,需要两个加法器,而对于四位数字,需要四个加法器,依此类推。并行加法器通常包含进位先行逻辑,以确保后续加法阶段之间的进位传播不会限制加法速度。

图片[1]-并行加法器和并行减法器-yiteyi-C++库

并行加法器的工作原理-

  1. 如图所示,首先,全加器FA1将A1和B1与进位C1相加,生成和S1(输出和的第一位)和进位C2,进位C2连接到链中的下一个加法器。
  2. 接下来,全加器FA2使用该进位C2与输入位A2和B2相加,以生成和S2(输出和的第二位)和进位C3,进位C3再次连接到链中的下一个加法器,以此类推。
  3. 该过程一直持续到最后一个全加器风扇使用进位Cn与其输入An和Bn相加,以沿最后一个进位Cout生成输出的最后一位。

并行减法器-

并行减法器是一种数字电路,能够通过对相应的位对进行并行运算,找到长度大于一位的两个二进制数的算术差。并行减法器可以用几种方式设计,包括半减法器和全减法器、全减法器或全加器与减数补输入的组合。

图片[2]-并行加法器和并行减法器-yiteyi-C++库

并行减法器的工作原理-

  1. 如图所示,并行二进制减法器由所有全加器与减数补输入组合而成。
  2. 此操作认为,minuted的加法和减数的2的补码等于减数。
  3. 首先,B的1的补码由非门获得,1可以通过进位求出B的2的补码。这进一步添加到A以执行算术减法。
  4. 该过程一直持续到最后一个全加器风扇使用进位Cn与其输入An和2的Bn补码相加,以沿最后一个进位Cout生成输出的最后一位。

并行加法器/减法器的优点——

  1. 与串行加法器/减法器相比,并行加法器/减法器执行加法运算的速度更快。
  2. 加法所需的时间不取决于位数。
  3. 输出为并行形式,即所有位同时加/减。
  4. 成本更低。

并行加法器/减法器的缺点——

  1. 每个加法器必须等待从链中的前一个加法器生成的进位。
  2. 发现传播延迟(与进位移动相关的延迟)随着要添加的位数的增加而增加。

参考—— 加法器-维基百科

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