Накопичувальні суматори.

Це функціональні вузли послідовного типу, що також виконують підсумовування кодів, однак на відміну від комбінаційних суматорів вони здатні зберігати проміжні та кінцеві результати виконаних операцій. Так властивість накопичувальних суматорів зумовлена наявності схем накопичування інформації, основним елементом яких є тригер з лічильним входом. У процесі формування суми використовуються як вхідна інформація, так і результат попередньої операції. Характерною особливістю накопичувальних суматорів є приймання доданків і та сигналу переносу з молодшого розряду з чергою і накопичення їх та зберігання результату на виході після припинення подачі вхідних сигналів. За способом формування переносів розрізняють суматори з послідовним і паралельними переносами.

Здебільшого схема однорозрядного накопичувального суматора будується на базі тригера з лічильним входом (це так званий Т-трігер), що реалізує операцію підсумування за модулем 2 (рис.4.4). Схема суматора починає працювати після установлення тригера у початковий стан 0, при якому , . Сигнали доданків і і сигнал переносу надходять послідовно такт за тактом на вхід схеми 3-2І-АБО відповідно в момент часу і , а далі – на лічильний вхід тригера. В момент спочатку подається сигнал першого доданка , який запам’ятовується у тригері. Потім в момент через схему 3-2І-АБО також на лічильний вхід тригера надходить сигнал другого доданка . При цьому тригер реалізує функцію суматора за модулем 2, тобто . Тригер на інверсному вході формує операцію інверсії підсумовування за модулем 2. Таким чином, тригер одночасно виконує функцію суматора і суматора-інвектора за модулем 2.

Рис. 4.4

З попереднього молодшого розряду в момент на лічильний вхід тригера надходить сигнал переносу , який тепер формує на вході тригера суму

(4.4)

Отже, при надходженні сигналу переносу остатачно одержуємо суму двох чисел і згідно з табл.8. У момент одночасно формується сигнал й сигнал переносу в старший розряд . Для цього служить схема 2-3І-АБО, яка виробляє дві складові:

Функцію

(4.5)

і функцію

. (4.6)

Перша складова реалізується верхнім кон’юктором, а друга складова – нижнім кон’юктором схеми 2-3І-АБО (див. рис.4.1). В момент на інверсному виході тригера зберігається функція , яка необхідна для формування другої складової функції переносу . Отже, сигнал переносу в старший розряд на виході схеми 2-3І-АБО визначається як

. (4.7)

Як бачимо, технічна реалізація накопичувального суматора досить проста. Однак недолік такого суматора очевидний – мала швидкодія внаслідок потактового підсумовування доданків. Для n-розрядного накопичуваьлного суматора один цикл підсумовування одного розряду двох доданків повинен мати не менше як три такти.

Багаторазові накопичувальні суматори являють собою ланцюжок вже розглянутих однорозрядних суматорів, у яких кола переносів з’єднані послідовно через елементи затримки. Результат підсумовування утворюється після підсумовування всіх переносів, що виникли на розрядних виходах суматора. Багаторозрядним накопичувальним суматорам властива несприятлива ситуація, коли перенос з молодшого розряду послідовно поширюється по колах переносу до старшого розряду через усі елементи затримок. З метою зменшення сумарної затримки переносу застосовують наскрізну передачу сигналу. При якій одиниця переносу передається тільки в той старший розряд, який знаходиться у стані 0, обминаючи розряди, що знаходяться у стані 1.

У серіях мікросхем ТТЛ є одно-, дво- і чотирирозрядні суматори, які добре пристосовані для нарощуваня розрядності. Зокрема, у серію КІ55 входять три суматори (рис.4.5): однорозрядний (КІ55ИМ1), дворозрядний (КІ55ИМ2) і чотирирозрядний (КІ55ИМ3 або КІ55ИМ6). У серіях КІ76 і К561 є один чотирирозрядний суматор.

К155ИМ1 К155ИМ2 К155ИМ3(К561ИМ3)

Рис. 4.5.