Como projetar um circuito de aritmética de 4 bits com 4 somadores completos

Desenhar quatro quadrados separados, numa linha horizontal. Cada uma representa um somador-completo.

Rotular o mais à direita full-adder "LSB." Este representa o "Bit menos significativo." Por exemplo, no número binário 1000, o LSB é o último dígito à direita, ou 0.

Use uma referência binário, como Faculdade Grinnell de "O sistema binário" (Vejo "recursos" seção) para o restante deste tutorial.

Rotular o mais à esquerda full-adder "MSB." Este representa o "Bit mais significativo." No número binário 1000, o MSB é o primeiro dígito da esquerda, ou 1.

Rotular as entradas e saídas de cada somador-completo, usando um full-adder folha de dados de 4 bits como uma referência. Escreva "UMA,""B" e "Cin" na parte superior de cada somador-completo e gravação "E" e "cout" na parte inferior de cada somador-completo. "UMA" e "B" estar para as duas entradas binárias, "Cin" significa entrada de transporte, "E" representa a soma (saída principal) e "cout" significa saída de transporte. As listas Folha de dados apenas uma Cin e Cout mas na fase de design, cada somador-completo precisa de sua própria Cin e Cout.

Etiqueta A, B, Cin, E e Cout de cada somador-completo com um número pouco. escrever uma "1" na LSB (mais à direita) full-componente adicional para o bit 1, escrever "2" no próximo somador-completo à esquerda, escrever "3" no próximo somador-completo para a esquerda e escrever "4" sobre o MSB (mais à esquerda) somador-completo. Da esquerda para a direita, o full-somadores devem ser rotulados: 4 3 2 1.

Adicione o formato dos números de 4 bits completos, num espaço sob o full-somadores O primeiro número de quatro bits, para serem adicionados, corresponde ao "UMA" entradas e será parecido com este, da esquerda para a direita: A4 A3 A2 A1. O segundo número de 4 bits a ser adicionada, corresponde ao "B" entradas e será parecido com este: B4 B3 B2 B1. A soma de 4 bits, o que corresponde à "E" saídas será parecido com este: E4 E3 E2 E1. A aritmética completa para o circuito é: A4 A3 A2 A1 + B4 B3 B2 B1 = E4 E3 E2 E1.

etiqueta CIN1 "chão." Eletricamente, CIN1 (Cin na folha de dados) será conectado à terra do circuito, porque não existe um número "transportado" para a LSB somador-completo. Um carry só vai sair deste somador-completo. Por exemplo, quando a adição de 6 + 6 em decimal, o "2" é colocada na primeira coluna e a soma "1" é transportado para a próxima coluna. O mesmo princípio aplica-se, além binário.

Desenhar uma linha de Cout1 para Cin2, desenhar uma linha de Cout2 para Cin3 e desenhar uma linha de Cout3 para Cin4. No circuito real integrado, essas conexões são feitas internamente e eles são projetados para passar um carry (binário 1 ou 0) longitudinalmente para além adequada.

etiqueta Cout4 "Bit de saída 5." Por causa de um transporte, a adição de dois números de 4 bits, por vezes, resultar em um número de 5 bits. Portanto, há um total de cinco saídas possíveis num circuito aritmético de 4 bits. Neste ponto, Cout4 (Cout na folha de dados) pode ser colocado ao lado do "E" saídas, como se segue: Cout4 E4 E3 E2 E1.

Atribuir dois números de 4 bits a serem adicionados e separe cada número de 4 bits para "AB" pares, para cada somador-completo. Por exemplo, A4 A3 A2 A1 = 1000 e B4 B3 B2 B1 = 1000. Um número pouco de "A4 A3 A2 A1" vai ser adicionado ao mesmo número de bits "B4 B3 B2 B1." Escreva "0 + 0" próximo às entradas A1 B1, escrever "0 + 0" ao lado A2 B2, escrever "0 + 0" ao lado A3 B3 e escrever "1 + 1" ao lado A4 B4.

Realizar a adição de cada somador-completo, incluindo o transporte. Para A1 B1, 0 + 0 = 0 sem transporte. Para A2 B2, 0 + 0 = 0 sem transporte. Para A3 B3, 0 + 0 = 0 sem transporte. Para B4 A4, 1 + 1 = 0 com um transporte de 1. Isso levar de 1 será o quinto bit que é passado, através Cout4. A soma de 5 bits é binário 10000 e dos cinco saídas são como se segue, a partir da esquerda para a direita: Cout4 = 1, E4 = 0, E3 = 0, 0 = E2, E1 = 0. É assim que o circuito se comporta, eletricamente.