- A bináris kivonó meghatározása és áttekintése
- Félkivonó
- Teljes kivonó
- N bites kivonó
- A bináris kivonó alkalmazásai
- VHDL félkivonó és teljes kivonó megvalósítása
Meghatározás
A kivonó olyan eszköz, amely kivon két számot, és megadja az eredményt. A digitális vagy bináris kivonó olyan dolog, amely a bináris számjegyek kivonásával foglalkozik.
Egy bináris kivonóra van szükség a digitális eszközön vagy digitális számítógépen belüli digitális számításokhoz. Az előjel nélküli bináris számok kivonásának legkényelmesebb módja a komplementer módszer. A bináris kivonásnak vannak szabályai.
A bináris kivonás szabályai a következők. Itt 0 logikai alacsony, az egyik logikai magas. A és B két bemenet.
A | B | Y = A – B |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 (kölcsön 1) |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
Példa a kivonási műveletekre:
1101 - 1011
1101
- 1011
= 0010
Tehát a válasz 0010
A komplementer módszerek alternatív módon végezhetnek bináris kivonásokat a bináris kivonókhoz. Általában kétféle komplement módszert alkalmaznak.
A. 1 kiegészítése
B. 2 kiegészítése
Az 1. komplementer végrehajtásának lépései:
- Határozza meg a kivonandó szám 1-es kiegészítését.
- Most az 1 komplementere hozzáadódik ahhoz a számhoz, amelyből a kivonást kívánjuk.
- Ha a 2. lépésben a hozzáadás eredményének utolsó pozíciójában egy hordozó van, akkor a hordozót eltávolítjuk, és szállítás nélkül hozzáadjuk a termékhez, hogy megkapjuk a végső eredményt.
Vegyünk egy példát – 1101 – 1011
1 1011 = 0100 komplementere
Most adja hozzá az 1101-et a 0100-hoz
1101
+ 0100
= 1 0001
Amint látjuk, van egy hordozóként, ezért a hordozót eltávolítjuk, és a kapott eredménnyel újra hozzáadjuk a hordozót.
0001
+ 1
= 0010
Tehát a kivonásra a válasz 0010
2 komplementer módszeréhez
- Számítsd ki a 2 komplementerét!
- A kiegészítés most egy másik számmal egészül ki.
- A szállítás elutasítva.
Vegyünk egy példát – 1101 – 1011
Bármely szám 2-es komplementerét úgy számítjuk ki, hogy végrehajtjuk az 1-es komplementerét, és hozzáadunk 1-et.
2 komplementere
Most adja hozzá az 1101-et a 0100-hoz
1101 + 0100 = 1 0001
Amint látjuk, van egy hordozóként, ezért a hordozót eltávolítjuk, és a kapott eredménnyel újra hozzáadjuk a hordozót.
0001 + 1 = 0010
Tehát a kivonásra a válasz 0010
A digitális számítógépek a 2-es komplementer módszert használják a számításokhoz, mivel kevesebb átvitelt igényel.
A decimális számrendszerben alkalmazott komplementációs módszereket 9-es és 10-es komplementációs módszernek nevezik.
Különféle digitális áramkörök valósítják meg ezt a kivonási műveletet. Ők -
- Félkivonó
- Teljes kivonó
A bináris kivonó nemcsak összeadási műveleteket hajt végre, hanem digitális alkalmazásokban is használható. Az értékek dekódolása és kódolása, az index kiszámítása néhány alkalmazási területe.
Félkivonó
A fél bináris kivonó egy bináris kivonó, amely kivon egy bitet az adatokból, és előállítja az eredményt. Két bemeneti oldala van, amelyen keresztül a digitális logikai értékeket adjuk, és két kimenete van, amelyeken keresztül kapjuk a művelet hatását. Az eredmény egy számjeggyel is megjeleníthető. A munka a Kivonásban azt a számot mutatja, amelyik ugyanolyan jelentőségű, mint a kivont egyes számjegyek. A másik kimenet a kölcsönbitet mutatja.
A félkivonó igazságtáblázata
A fél bináris kivonó működését a következő igazságtáblázat mutatja.
A | B | Különbség | Kölcsönözzön |
0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 0 | 0 |
Félkivonó áramkör
Az igazságtáblázatból azt a következtetést vonhatjuk le, hogy az első három sor egy számjeggyel ábrázolhatja az eredményt. A második sorban a mű két számmal van leírva, mivel azt 1-ként kölcsönözték.
Különbség = A′B + AB′
Kölcsön = A′B
Szóval,
Különbség = A XOR B
Kölcsönzés = A′ ÉS B
A logika megvalósításához szükségünk van egy XOR kapura, egy NOT kapura és egy ÉS kapura. XOR kapu, NEM kapu, ÉS kapu is készíthető univerzális kapukkal, mint a NAND és a NOR. Tehát egy félkivonó csak univerzális kapuk segítségével tervezhető.
A következő képen A és B látható bemenetként, D pedig különbség, C pedig kölcsönzésként.
Teljes kivonó
A teljes bináris kivonó egy másik fajta bináris kivonó, amely egy bináris kivonási művelet eredményét adja meg. Ha két bináris számot kivonunk, kivéve a legkisebb jelentőségű számjegyet, akkor B kölcsönzés történiki-1 és kölcsönkérni B-kénti. A teljes kivonót úgy tervezték, hogy minden szakaszban kezelje a kölcsönzést. Így egy teljes megbízás túllépi a fél Subtractor hiányosságát a hitelfelvétel befutásában.
Egy teljes kivonó igazság táblázat
Xi | Yi | Bi-1 | Di | Bi |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Teljes kivonó áramkör
Különbség = A′B′Bin + AB′Bin′ + A′ BBin′ + ABBin
Kölcsön = A′ Bin + A′ B + BBin
A kifejezés logikai kapuk segítségével történő megvalósításához tovább kell egyszerűsítenünk a szót.
Különbség = A′B′Bin + AB′Bin′ + A′ BBin′ + ABBin
Vagy: Különbség = Bin (A′B′ + AB) + Bin "(AB" + A"B)
Vagy: Különbség = Bin (A XNOR B) + Bin (A XOR B)
Vagy: Különbség = Bin (A XOR B) ′ + Bin (A XOR B)
Vagy: Különbség = Bin XOR (A XOR B)
Vagy: Különbség = (A XOR B) XOR Bin
Kölcsönzés = A′B′Bin + AB′Bin′ + A′ BBin′ + ABBin
Vagy: Kölcsön = A′B′Bin +A′ BBin ′ + A′ BBin + A′ BBin + A′ BBin + AB Bin
Vagy: Kölcsön = A′Bin (B + B′) + A′B (Bin +Bin ′) + BBin (A + A′)
Vagy: Kölcsön = A′Bin + A′B + BBin
A kifejezés más módon is felírható -
Bout = A' B' Bin + A' B Bin' + A' B Bin + AB Bin
Vagy: Kölcsönzés = Bin (AB + A' B') + A' B (Bin + Bin')
Vagy: Kölcsönzés = Bin (A XNOR B) + A′ B
Vagy: Kölcsönzés = Bin (A XOR B) ′ + A′ B
Ahogy a kapcsolási rajz mutatja, A, B és Bbe Az áramkör két kimenetet ad különbség kimenetként és kölcsön kimenetként. A Bin 1-re van állítva, ha van kölcsönzés az A. B bemenetbenin ezután kivonjuk A-ból és Y-ból.
Az általános kifejezés a következőképpen írható fel: D = A – B – Bin + 2 Bout.
A teljes kivonók félkivonók használatával is megvalósíthatók.
N bites kivonó
Egybites bináris kivonóban csak 1 bit kivonása hajtható végre. Ha n -bit kivonását kell végrehajtanunk, akkor egy bites bináris kivonó szükséges. Egy n-bites kivonó hasonló módon megvalósítható kivonók segítségével lépcsőzetes formában.
Kivonók alkalmazásai
- A kivonókat gyakran használják összeadókkal. Amikor egy áramkörhöz összeadóra van szükség, kivonóra is szükség van.
- Az ALU, amely a számításért felelős, és bent marad a mikroprocesszor, kivonókra is szükség van. A CPU-k működéséhez kivonókra is szükségük van.
- A mikrokontrollerek kivonókat is használnak a digitális számítás végrehajtásához.
- A kivonókat a digitális jelfeldolgozási tartományban is használják.
- A digitális számítógépek sok kivonót használnak.
Félkivonók és teljes kivonók VHDL megvalósítása
Félkivonós adatfolyam-modellezés
könyvtár IEEE;
használja az IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY_NAME entitás
Port ( A : STD_LOGIC-ban;
B : STD_LOGIC-ban;
IB : STD_LOGIC-ban;
Diff: ki STD_LOGIC;
Borr : ki STD_LOGIC);
vége ENTITY_NAME;
Architektúra adatfolyam
architektúra ENTITY_NAME adatfolyama
kezdődik
Diff <= (A xor B) xor IB;
Borr <= ((nem A) és (B vagy IB)) vagy (B és IB);
adatfolyam vége;
Teljes kivonós adatfolyam-modellezés
ENTITY_NAME entitás
Port ( A : STD_LOGIC-ban;
B : STD_LOGIC-ban;
IB : STD_LOGIC-ban;
Borr : ki STD_LOGIC;
Diff: ki STD_LOGIC);
vége ENTITY_NAME;
Architektúra adatfolyam
architektúra A ENTITY_NAME viselkedése a következő
kezdődik
folyamat (A,B,IB)
kezdődik
if(A='0' és B='0' és IB='0') akkor
Diff<='0′;
Borr<='0′;
elsif(A='0' és B='0' és IB='1') akkor
Borr<='1′;
Diff<='1′;
elsif(A='0' és B='1' és IB='0') akkor
Borr<='1′;
Diff<='1′;
elsif(A='0' és B='1' és IB='1') akkor
Borr<='0′;
Diff<='1′;
elsif(A='1' és B='0' és IB='0') akkor
Borr<='1′;
Diff<='0′;
elsif(A='1' és B='0' és IB='1') akkor
Borr<='0′;
Diff<='0′;
elsif(A='1' és B='1' és IB='0') akkor
Borr<='0′;
Diff<='0′;
más
Borr<='1′;
Diff<='1′;
vége if;
folyamat befejezése;
vége Viselkedési;
Szia, Sudipta Roy vagyok. Elvégeztem B. Tech in Electronics. Az elektronika szerelmese vagyok, jelenleg az elektronika és a kommunikáció területe vagyok. Nagy érdeklődést mutatok a modern technológiák, például a mesterséges intelligencia és a gépi tanulás felfedezése iránt. Írásaim célja, hogy pontos és naprakész adatokat szolgáltassak minden tanuló számára. Hatalmas örömet okoz, ha valakinek segítek a tudás megszerzésében.
Kapcsolódjunk a LinkedInen keresztül –