Los sumadores son dispositivos lógicos digitales que suman o suman números binarios juntos. Si bien puede encontrar algunas aplicaciones donde se usan por sí mismas, las encontrará más comúnmente como un componente en una unidad de lógica aritmética (ALU), que a su vez es un componente en una unidad central de procesamiento (CPU). Como resultado, cualquier dispositivo electrónico que se te ocurra que tenga un microcontrolador o una CPU está usando un sumador. En términos generales, la mayoría de los dispositivos electrónicos domésticos probablemente utilizarán microcontroladores de 8 bits o CPU de 32/64 bits. Entonces, si tuviera un sumador de 4 bits, lo más probable es que se use con un segundo sumador de 4 bits para formar un sumador de 8 bits.
Los ejemplos incluyen: termostatos inteligentes, electrodomésticos como lavadoras o secadoras que tienen lecturas digitales, despertadores digitales, relojes de pulsera digitales, básculas de baño digitales, consolas de juegos, equipos de red como enrutadores o puntos de acceso wifi, etc.
La siguiente es una ALU que creé al trabajar a través de “Los elementos de los sistemas de computación: construir una computadora moderna a partir de los primeros principios” de Noam Nisan y Shimon Schocken. El sumador en este ejemplo es un sumador de 16 bits. Una buena parte de los sumadores es que puede encadenarlos para crear tantos bits como necesite en su aplicación. Sin embargo, debe ser consciente del retraso de propagación del bit de transferencia en las aplicaciones del mundo real y asegurarse de no registrar su aplicación más rápido de lo que el sumador puede producir un resultado. Cuantos más bits, más retraso.
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El hecho de que sea un sumador de 4 bits significa que requiere 4 bits de entrada. En binario, un bit es un 1 o un 0 y los números grandes se representan como una serie de 1 y 0. Un sumador de 4 bits puede sumar los valores de cero representados por 0000 a 15 representados por 1111. Por lo general, también hay un bit de acarreo en caso de que el resultado no pueda almacenarse en 4 bits. Por ejemplo 15 + 15 = 30 que está representado por 11110 en binario. Un quinto bit de acarreo se usa para almacenar el bit más significativo. (El bit más a la izquierda).
0 = 0000
1 = 0001
2 = 0010
3 = 0011
4 = 0100
5 = 0101
6 = 0110
7 = 0111
8 = 1000
9 = 1001
10 = 1010
11 = 1011
12 = 1100
13 = 1101
14 = 1110
15 = 1111
El hecho de que sea un sumador paralelo significa que los 4 bits se leen simultáneamente. Esto requiere 4 sumadores completos para manejar los 4 bits y requiere más cables para cargar todos los bits. No se requerirá reloj. La salida se actualiza automáticamente a medida que la entrada cambia con solo leves retrasos de propagación. En contraste, un sumador serial carga 1 bit a la vez. Debido a esto, solo se necesita 1 sumador completo en lugar de los 4 sumadores completos requeridos en un sumador paralelo. También necesita menos cables para cargar la entrada y leer los datos. Sin embargo, debido a que está cargando datos 1 bit a la vez, necesita un reloj y, en general, la operación será más lenta.