Comment concevoir un circuit arithmétique de 4 bits avec 4 additionneurs complets

Dessinez quatre carrés séparés, sur une ligne horizontale. Chacun représente un additionneur complet.

Etiqueter le plus à droite additionneur complet "LSB." Ceci signifie la "Bit le moins significatif." Par exemple, dans le nombre binaire 1000, le LSB est le dernier chiffre à droite, ou 0.

Utilisez une référence binaire comme Grinnell College de "Le système binaire" (voir "Ressources" section) pour le reste de ce tutoriel.

Etiqueter le plus à gauche additionneur complet "MSB." Ceci signifie la "Most Significant Bit." Dans le nombre binaire 1000, le MSB est le premier chiffre sur la gauche, ou 1.

Etiqueter les entrées et sorties de chaque additionneur complet, en utilisant un 4-bit additionneur complet fiche technique en référence. Écrire "UNE,""B" et "Cin" au sommet de chaque additionneur complet et écriture "E" et "cout" au bas de chaque additionneur complet. "UNE" et "B" debout pour les deux entrées binaires, "Cin" signifie entrée de report, "E" signifie la somme (sortie principale) et "cout" signifie sortie de report. Les listes de fiche technique seule Cin et Cout, mais dans la phase de conception, chaque additionneur complet a besoin de son propre Cin et Cout.

Étiquette A, B, Cin, E et Cout de chaque additionneur complet avec un nombre de bits. Écrire un "1" sur la LSB (à droite) additionneur complet pour le bit 1, écrire "2" sur le prochain additionneur complet à gauche, écrire "3" sur le prochain additionneur complet à gauche et à écrire "4" sur le MSB (à gauche) additionneur complet. De gauche à droite, les-additionneurs complets doivent être étiquetés: 4 3 2 1.

Ecrire le format des numéros complets de 4 bits, dans un espace sous les pleins-additionneurs Le premier numéro 4 bits, à être ajouté, correspond à la "UNE" entrées et ressemblera à ceci, de gauche à droite: A4 A3 A2 A1. Le second nombre à 4 bits à ajouter, correspond au "B" entrées et ressemblera à ceci: B4 B3 B2 B1. La somme de 4 bits, ce qui correspond à la "E" sorties ressemblera à ceci: E4 E3 E2 E1. L`arithmétique complète pour le circuit est: A4 A3 A2 A1 + B4 B3 B2 B1 = E4 E3 E2 E1.

Étiquette CIN1 "sol." Electriquement, CIN1 (Cin sur la fiche technique) sera reliée à la masse du circuit, car il n`y a pas de numéro "porté" dans le LSB additionneur complet. Un report ne sortira de ce additionneur complet. Par exemple, lorsqu`on ajoute 6 + 6 en décimal, la "2" est placé dans la première colonne de somme et la "1" est reporté à la colonne suivante. Le même principe est applicable en plus binaire.

Tracez une ligne de Cout1 à CIN2, tracer une ligne de Cout2 à CIN3 et tracer une ligne de Cout3 à Cin4. Dans le circuit intégré proprement dit, ces connexions sont réalisées en interne et ils sont conçus pour passer un report (binaire 1 ou 0) ainsi que pour l`addition correcte.

Étiquette Cout4 "Bit de sortie 5." En raison d`un report, l`addition de deux nombres de 4 bits sera parfois entraîner un certain nombre de 5 bits. Par conséquent, il existe un total de cinq sorties possibles dans un circuit arithmétique de 4 bits. À ce stade, Cout4 (Cout sur la fiche technique) peut être placé à côté de la "E" sorties, comme suit: Cout4 E4 E3 E2 E1.

Attribuer deux nombres de 4 bits à ajouter et séparer chaque numéro 4 bits en "UN B" paires, pour chaque-additionneur complet. Par exemple, A4 A3 A2 A1 = 1000 et B4 B3 B2 B1 = 1000. Un certain nombre de bits à partir de "A4 A3 A2 A1" seront ajoutés au même nombre de bits de "B4 B3 B2 B1." Écrire "0 + 0" à côté d`entrées A1 B1, écrire "0 + 0" à côté de A2 B2, écrire "0 + 0" à côté de A3 B3 et écrire "1 + 1" à côté de A4 B4.

Effectuer l`addition de chaque additionneur complet, y compris le report. Pour A1 B1, 0 + 0 = 0 avec aucun report. Pour A2 B2, 0 + 0 = 0 avec aucun report. Pour A3 B3, 0 + 0 = 0 avec aucun report. Pour A4 B4, 1 + 1 = 0 avec un report de 1. Que porter de 1 sera le cinquième bit qui est transmis, par Cout4. La somme de 5 bits est binaire 10000 et cinq sorties sont les suivantes, de gauche à droite: Cout4 = 1, E4 = 0, E3 = 0 E2 = 0 E1 = 0. Voici comment le circuit se comporte, électriquement.