¿Cómo podemos implementar un sumador completo usando multiplexor 4: 1?

Explicación detallada de la lógica.

Sugiero escribir la solución simultáneamente mientras lee para comprender y asumir que se conoce un sumador completo. La siguiente lógica se puede aplicar a cualquier tipo de problema similar.

  • Inicialmente escriba la tabla de verdad del sumador completo. Tiene 3 entradas, los 2 operandos A y B y la entrada llevan el bit C y 2 salidas, suma S y llevan el bit Cout
  • En un Mux 4: 1, hay 4 entradas, 2 interruptores de control y una salida, por lo que definitivamente necesitamos 2 Mux para implementar la suma de 2 funciones de salida y transportar por separado.
  • Luego vemos que los interruptores de control determinan la salida en un mux. Por lo tanto, las entradas que determinan la salida tienen que darse aquí. Cualquier 2 de las entradas se pueden dar aquí. Supongamos que se dan A y B.
  • El último paso es dar las entradas a mux. La entrada restante, en nuestro caso C, se proporciona utilizando la siguiente lógica.

Lógica
Considere que estamos diseñando resultados de suma. Escriba la tabla de verdad para A y B ignorando C
Verá que hay dos valores de S para una combinación particular de A y B.
Considere A y B como 0 y 0. Entonces S es 0 o 1.

Ahora C entra en papel. Por observación, para este caso de A y B, la salida S es C en sí misma. Entonces, la primera entrada de Mux debe ser C.
Los otros 3 casos que pueden ocurrir son

1) Si la salida S es 0 para ambos valores de los mismos A y B, conecte a tierra (lógica 0) el pin de entrada correspondiente.
2) Si S es 1, conecte el pin correspondiente a vcc (lógica 1)
3) Si S es una versión invertida de C, conecte la barra C en el pin de entrada correspondiente.

Se puede aplicar el mismo procedimiento usando A y C o B y C como entradas.

Un multiplexor es un dispositivo que se utiliza para presentar selectivamente la salida, en función de la entrada de selección proporcionada. Al manipular hábilmente las líneas de entrada y las líneas de selección, podemos simular la lógica detrás de muchos circuitos utilizando MUX.

Para un Full Adder tenemos 2 salidas, sum y Carry. Por lo tanto, necesitaremos 2 muxes 4: 1, uno para suma y otro para llevar.


La tabla de verdad se verá como la anterior. El uso de K-Map reduce la tabla de verdad para obtener relaciones para Sum y Carry.

Suma = X xor Y xor Co
Llevar = XY + Y.C0 + X.C0

PERO esto NO es lo que queremos aquí, como dije, representar una operación lógica con MUX es una manipulación inteligente. Por lo tanto, debemos configurar las líneas de selección y las entradas para que la Suma se pueda representar fácilmente utilizando la manipulación de entrada restante. Entonces tome Y y X como líneas de selección; Ahora observe la correlación entre la entrada restante C0 y la suma. Para XY = 00, Sum = Co. SO es el caso de XY = 11 también y para los casos restantes Sum = ~ Co.
Entonces entradas para el MUX


Del mismo modo, deduzca la representación para Carry también. Para Deje que las líneas de selección sean XY.
Para XY = 00, Carry = 0, para XY == 11 Carry = 1, para las otras dos condiciones de selección, Carry = C0.
Las entradas para el MUX serán;


Implemente el circuito, con las líneas de entrada como se especificó anteriormente y las líneas de selección como los dos parámetros de entrada restantes del circuito que se está implementando.

Para obtener la suma, use A y C como líneas de control B como primera y cuarta entrada y B ‘segunda y tercera entrada
Para llevar, use A y B como líneas de control y 0 a la 1ra entrada, 1 a la 4ta entrada yc a la 2da y 3ra entrada

Un sumador completo es una función booleana de 3 variables cuya suma se puede implementar como

f (A, B, C) = £ (1, 2, 4, 7) ,
dónde,

  • 1, 2, 4, 7 son minterms
  • A es MSB
  • C es LSB

Un MUX 4 x 1 tiene:

  • 2 entradas de selección ([matemáticas] {S_1}, {S_0} [/ matemáticas])
  • 4 entradas ([matemáticas] {I_0}, {I_1}, {I_2}, {I_3} [/ matemáticas])
  • 1 salida (Y)

Por lo tanto, la salida de un MUX 4 × 1 es:

[matemática] Y [/ matemática] [matemática] = [/ matemática] [matemática] S_1 ‘[/ matemática] [matemática] S_0’ [/ matemática] [matemática] I_0 [/ matemática] [matemática] + [/ matemática] [matemática] S_1 ‘[/ matemática] [matemática] S_0 [/ matemática] [matemática] I_1 [/ matemática] [matemática] + [/ matemática] [matemática] S_1 [/ matemática] [matemática] S_0’ [/ matemática] [matemática] I_2 [/ matemática] [matemática] + [/ matemática] [matemática] S_1 [/ matemática] [matemática] S_0 [/ matemática] [matemática] I_3 [/ matemática]

Obviamente, la salida de MUX aquí será el término suma.

Deje que las entradas de selección sean, A (es decir, MSB) y B

Ahora, escriba la tabla de verdad para el término suma de sumador completo, y después de la segregación obtenga una relación entre C (es decir, LSB) yf (es decir, término de suma).

Después de una cuidadosa observación, notará que los términos de entrada de MUX serán C , C ‘ , C’ , & C

después de escribir la tabla de lógica de la verdad como muestra Mahesh, podemos escribir la función suma como
sum = Cin.NOT (A) .NOT (B) + NOT (A) .B.NOT (Cin) + A.NOT (B) .NOT (Cin)
+ ABCin
carry_out = 0.NOT (A) .NOT (B) + NOT (A) .B.NOTCin + A.NOT (B) .Cin + AB1
Por lo tanto, la implementación se verá como se muestra por Mahesh

El multiplexor se usa para encontrar la suma del sumador completo y otro se usa para obtener la salida de arrastre del sumador completo. Cada 4X1 MUX tiene dos líneas de entrada de selección que se utilizan para seleccionar una de las entradas.

Use dos 4: 1 mux y conecte su salida a un 2: 1mux. Ahora tienes 8 i / p. dé la salida de la tabla de verdad de suma (suma para 8 combinaciones posibles) como entradas para mux. ahora ‘a, b, c’ serán las tres entradas para el sumador completo. luego úselos como control para 3 mux. U ahora tiene salida de suma de dos 4: 1 mux y un 2: 1 mux. Lo mismo se puede hacer para llevar

Para implementar cualquier función a través del multiplexor, debe escribir la tabla de verdad. Y luego, de acuerdo con las líneas de selección, debe proporcionar las entradas al multiplexor.

La implementación del sumador completo usando multiplexor 4: 1 se puede hacer de varias maneras. Inicialmente, las formas explicadas a continuación son las mejores para principiantes. Más tarde, podría implementarlo usando solo un multiplexor en lugar de 3 multiplexores como lo usé en este método.

Si tienes dudas puedes preguntar en la sección de comentarios.

Usando el multiplexor apropiado, puede diseñar cualquier circuito lógico. Escriba la tabla lógica para el sumador completo. Hay tres entradas, A, B, Cin. Puede usar 4: 1 MUX. Use Cin y B como línea de selección (puede usar cualquier entrada como línea de selección para MUX). En base a la tabla lógica, conecte las entradas apropiadas en las líneas de entrada MUX. Por ejemplo: B = Cin = 0, si B y Cin están conectados como líneas de selección, sabemos que se seleccionará la primera línea de entrada de MUX. Para el caso del ejemplo anterior, la salida será 1 si A = 1 y salida = 0 si A = 0, es decir, la salida es A en sí. Por lo tanto, conecte la primera línea de entrada de MUX a la entrada A y así sucesivamente.

En general, para 3 entradas a, b, c sumador completo suma = [matemática] a ^ b ^ c [/ matemática] (es decir, a xor b xor c) y carry = (a ^ b) c + ab. implementarse con 2 multiplexores 4: 1, uno para suma y otro para acarreo.

En suma, Multiplexor con entradas [matemáticas] a, abarcar, abarcar, a [/ matemáticas] y seleccionar líneas [matemáticas] byc. [/ Matemáticas] Donde abarcar = ~ a. Entonces salida (suma) = [matemáticas] abbarcbar + abarbbarc + abarbcbar ​​+ abc. [/ math]

Para llevar, multiplexor con entradas [matemáticas] a, a, aabar [/ matemáticas] y seleccionar líneas [matemáticas] bbar y cbar. [/ Matemáticas] Salida (llevar) = [matemáticas] abc + abcbar ​​+ abbarc + abarbbarcbar. [/ matemáticas]

Es posible que escribir una explicación en palabras no sea adecuado, por lo que le recomendamos que consulte el siguiente enlace.

Sumador completo usando 2 multiplexores 4X1.mp4

BUENA SUERTE !

solo vea este video que lo ayudará en el Tutorial de Adder completo en bengalí. Aunque [1] está en bangla pero en Sha Allah aclarará su concepto. [2]

Notas al pie

[1] Tutorial de sumador completo en bengalí

[2] Tutorial de sumador completo en bengalí