超前进位全加器运算分析与模拟实现应用

ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ　Ｗ０ＲＬＤ・攘雾　与　露　赛　超前进位全加器运算分析与模拟实现应用　大连计算机职业中专梁伟　【摘要】加法器能够实现加法运算的逻辑电路，可以进行多位二进制数相加，７４ＬＳ２８３是具有超前进位并行加法器芯片，能够提高运算速　度，运用ｐｒ０ｔｅｕｓ模拟软件实现多个二进制数相加运算，通过汇编语言运算编程实现计算机寄存器多位二进制数加法运算。　【关键词】超前进位；全加器；汇编语言ｄｅｂｕｇ命令　加法器广泛应用于计算机电路和数字通信电路中，加法器能够　实现加法运算的逻辑电路，加法器分为半加器和全加器两种。加数　进而可以推到各位进位信号的逻辑表达如下：　ｃ０＝Ｇａ＋Ｐ０・ｑ＝Ｇａ，　ｑ＝Ｇｌ＋ｃｏＢ＝Ｇｌ＋吼＝　＋ＧａＢ　和被加数为输入，和数与进位为输出的装置为半加器。若加数、被　加数与低位的进位数为输入，而和数与进位为输出，则为全加器。　两个ｌ位二进制全加器能够对两个１位二进制数和低位的进位　实现加法运算，若被加数为Ａ　，加数为　，本位之和为　，向　ｃ】＝　＋ｑ　＝　＋ＧｌＰ】＋Ｇｏｐｌ　；Ｇ＝　＋　Ｐｊ＝　＋　＋　＋　Ｐｌ　７４ＬＳ２８３是具有超前进位４位二进制加法器芯片，用两个　７４ＬＳ２８３芯片能够实现超前进位８位二进制加法运算。如图所示，设　置Ａ＝１０００　１０１ｌＢ为８位被加数，Ｂ＝Ｉ１００　１０１１Ｂ为８位加数，运用ｐｒｏ。　ｔｅｕｓ模拟软件实验结果：８位和为Ｓ７Ｓ６Ｓ５Ｓ４Ｓ３Ｓ２ＳｌＳ０＝０１０１叭１０Ｂ，　第３位向第４的进位Ｃ３＝１，最高进位第７向第８的进位Ｃ７＝１，实验执　行结果与分析计算结果完全相同。　高位进位为Ｇ，来自低位的进位为　可以推出全加器的和为　　：ＡｉＩ０Ｂ。０　ｌ，全加器的进位为Ｇ；　・置＋　・（Ａｉ０Ｂ　）。　多位数加法可以实现多个二进制数相加运算，８位二进制全加　器能够实现对两个８位二进制数加法运算。若Ａ为８位被加数，Ｂ为　８位加数，Ｓ为８位和，Ｃ为进位，当Ａ＝ＩＯ００　１０１１Ｂ、Ｂ＝Ｉ１００　１０１ｌＢ　时，列出计算式如下：　被加数　加数　１０００　１０１１　１１００　１０１ｌ　１０１０１　０１ｌ０　二进制数运算特点是“逢二进一，借一当二”，可以计算得出：和　Ｓ７Ｓ６Ｓ５ｓ４ｓ３ｓ２ＳｌＳＯ＝ｊ０ｌＯｌ　０１１０Ｂ，进位Ｃ７Ｃ６Ｃ５Ｃ４Ｃ３Ｃ２Ｃ１ＣＯ＝１０００　１０１ＩＢ，　如图所示，用全加器的逻辑符号画出的８位二进制全加器逻辑图。　Ｓ７　Ｓ８　Ｓ５　Ｓｔ　Ｓ３　Ｓｚ　Ｓｔ　Ｓｏ　下面再运用汇编程序实现８位二进制加法运算，若１０００　１０１ｌＢ　为８位被加数，ｌ１００　１０１ｌＢ为８位加数，则执行加法指令后，求出本　位和，并判断进位状态。　编写汇编程序：　Ａ　ＴＢＴ＾５Ｂｅ＾５Ｂｓ　＾●Ｂｔ　＾３　Ｂ３　Ａ２Ｂ２　ＡｌＢｌ　ＡＯＢａ　设（ＡＬ）＝１０００　１０１１Ｂ．　（ＢＬ）＝ｌ１００　１０１ＩＢ，执行加法指令后，　（ＡＬ）＝？　ｄａｔａ　ｓｅｇｍｅｎｔ　ｓｔｕｎ　ｄｂ？　ｄａｔａ　ｅｎｄｓ　ｃｏｄｅ　ｓｅｇｍｅｎｔ　ａｓｓｕｍｅ　ｃｓ：ｃｏｄｅ，ｄｓ：ｄａｔａ　加法器按进位数传递方式可分为串行进位和并行进位两种方　式。串行进位加法器采用串行运算方式，从二进制数的最低位开　始，逐位相加至最高位，运算速度不高，最高位的运算，必须等到　所有低位运算依次结束，送来进位信号之后才能进行。并行进位加　法器，即超前进位加法器，采用并行运算方式，将各位数同时相　加，因而提高了运算速度。　超前进位加法实现原理如下：　定义两个中间变量Ｇ。和Ｐ．：　：Ｇｉ＝Ａ。・　，Ｇ。为产生变量：　ｓｔａｒｔ：Ｍ０Ｖ“．ＤＡ＝ｒＡ　ＭＯＶ　ｄｓ．ＡＸ　ｍｏｖ　ａｘ，０　ｍｏｖ　ａ１．１０００　１０ｌ１Ｂ　只＝Ａ　０Ｂ　，Ｐ．为传输变量。　全加器的进位表明当　．，　．两个数全为ｌ，高位进位Ｇｉ＝ｌ，即　产生进位，所以Ｇ　称为产生变量。当Ａ　，Ｂ。不同时，ＯＰＰｉ＝ｌ，且　＝ｍｏｖ　ｂｌ，１１００　１０１１Ｂ　ａｄｄ　ａｌ，ｂｌ　ｍｏｖ　ｓｕｍ，ａｌ　１时，高位进位Ｇ；＝ｌ，表明Ｐｉ一１时，低位的进位能够传送到　高位的进位输出端，只称为传输变量。产生变量Ｇｉ和传输变量Ｐ．都　与进位信号无关，将Ｇ　和Ｐｉ代入全加器的　．和进位ｃｉ得：　全加器的和为：　＝Ａ　ｅＢ　０　＝Ｈ０　，　全加器的进位为：　ｑ＝４・　＋　・（Ａｔ０　Ｂ）＝　＋　・　ｍｏｖ　ａｈ，４ｅｈ　ｉｎｔ　２ｌｈ　ｃｏｄｅ　ｅｎｄｓ　（下转第８１页）　电子ｔ蟹界　・７９・　ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ　Ｗ０ＲＬＤ・攘蠡．与碧　察　实感（可能鼻梁高的人不会漏光吧）。　出其继任者，并且研发　Ｉ：作已经开始着手了。换句话说，Ｏｃｕｌｕｓ　Ｒｉｔｆ　其次，ＨＴＣ　ｖｉｖｅ的这款头盔会自带两个ＶＲ专用于柄，在这看　来，Ｏｃｕｌｕｓ　Ｒｉｆｔ　ＣＶＩ的Ｘｂｏｘ　ｏｎｅ手柄就略显单薄了，那我们更期待　近期将要推出的和ＯｃｕｌｕｓＲｉｆｔＣＶ１相配套的手柄了。　下图是组中李飞测试Ｏｃｕｌｕｓ　Ｒｉｔｆ　ＣＶＩ的ｄｅｍｏ场景的画面。　会像之前的ＤＫ一原型机一ＤＫ的路线一样，生生不息。　现如今看来ＶＲ技术还处于一个发展阶段，我们相信现在所存在　的一些问题会在未来的技术发展中得到妥善解决。Ｏｃｕｌｕｓ　Ｒｉｔｆ　ＣＶ１是　第一款立足于ＰＣ平台的消费级ＶＲ设备，和那些廉价低成本的凭借　手机驱动的ＶＲ头盔不同，Ｏｃｕｌｕｓ　Ｒｉｌｆ￣够直接榨取桌面级硬件的机　能，构建的虚拟现实世界当然和利用陀螺仪的手机ＶＲ另当别论。　它能让普通消费者真正体验到“ｏｈ　ｍｙ　ｇｏｄ”那种超爽的感觉，把　人们带进一个以假乱真有着无限可能的虚拟世界中。Ｏｃｕｌｕｓ　Ｒｉｆｔ帮　我们更多的了解ＶＲ。硬件的高速发展和产品本身的潜力必定会带　来高昂的需求，我们可以有无限的理由等待Ｏｃｕｌｕｓ　Ｒｉｆｔ在不远的将　来拿出体验更舒适，效果更逼真的Ｏｃｕｌｕｓ　Ｒｉｔｆ，更高的分辨率和刷　新率，更好的沉浸体验。但是ＶＲ设备不仅仅应该作为一个个体出　现，因为Ｏｃｕｌｕｓ　Ｒｉｔｆ就必须依靠强大性能的电脑才能发挥出原本的　作用，相对Ｌ￣ＰＳ４的ＶＲ头盔的出现，就是基于在一个核心上的ＶＲ　目前看来，市面上所流行的ＶＲ设备还是存在一些不足的，比如　以往ＶＲ体验中存在的最多的问题就是眩晕感，这个问题已经得到了较　好的解决，但舒适度还是一个非常普遍存在的问题。　Ｏｃｕｌｕｓ　Ｒｉｆｔ的　哺育离不开一代一代的原型测试，从这个意义上说官方继续推出Ｒｉｆｔ　体验，否则，ＶＲ必须依附于ＰＣ端的存在而存在。　虚拟现实技术在未来会给人们的生活带来从未有过的体验，　在游戏研发中不断取得更好的成果，将更贴合人心的技术融合在游　戏中从而达到交互的形式。ＶＲ游戏开发是近五年年出现的热门话　题，不断有游戏更新持续，根据用户喜好的基础来不断完善游戏内　容，将更好的游戏呈现给用户。　的继承者就不意外了。就在消费者版本发布后的一个月后，Ｏｃｕｌｕｓ表　示考虑￣ＩｊＶＲ市场的快速发展，在Ｒｉｆｔ头盔发布的２～３年时间内将会推　（上接第７９页）　ｅｎｄ　ｓｔａｒｔ　Ｄ：ＬＡＳＭＳＴＵ￣１＼ＳＯＵＲＣＥ＼ＯＵＴ＞ｄｅｂｕｇ　ａｄｄ　ｅｘｅ　ＤＩ＝０ＯＯＯ　ＤＳ：Ｉ６２Ｆ　ＥＳ＝ｌ６ｌＦ　ＳＳ＝ｌ６２Ｆ　ＣＳ＝ｌ６３０　ＩＰ＝０００Ｅ　ＯＶＵＰＥｌ　ＰＬＮＺＡＣ　ＰＥＣＹ　－ｕｃｓ：０　／／Ｊ￣．）１］ｄｅｂｕｇ命令进行调试　ＭＯＶ　ＡＸ．１６２Ｆ　ＭｏＶ　ＤＳ．ＡＸ　ＭＯＶ　ＡＸ，００００　ＭＯＶ　ＡＬ．８Ｂ　ＭＯＶ　ＢＬ，ＣＢ　ＡＤＤ　ＡＬ．ＢＬ　１６３０：０００Ｅ　Ａ２００００　ＭＯＶ　【００００］，ＡＬ　ＤＳ：Ｏ０００＝Ｏ０　１６３０：００００　Ｂ８２Ｆｌ６　ｌ　６３０：０００３　８ＥＤ８　１　６３０：０００５　Ｂ８００００　ｌ６３０：０００８　Ｂ０８Ｂ　ｌ６３０：０００Ａ　Ｂ３ＣＢ　１６３０：０００Ｃ　０２Ｃ３　运用ｄｅｂｕｇ命令进行调试，传送数据到寄存器（ＡＬ）＝８ＢＨ＝１０００　ｌ　０１１Ｂ，　（ＢＬ）＝ＣＢＨ＝ｌｌ００　１０１１Ｂ，执行加法指令ＡＤＤ　ＡＬ，ＢＬ后，　观察到加法结果（ＡＬ）＝５６Ｈ＝０１０１　Ｏ１　ｌ０Ｂ，再观察执行加法指令　后标志寄存器标志位的状态：ＣＹ表示ＣＦ＝Ｉ进位标志，第７位向第　８的进位为ｌ，在字操作时低位字节向高位字节有进位。ＡＣ表示　ＡＦ＝Ｉ辅助进位标志，第３位向第４的进位为１，执行结果与分析计算　结果完全一致。　１６３０：０００Ｅ　Ａ２００００　１６３０：００ｌｌ　Ｂ４４Ｃ　１６３０：００ｌ３　ＣＤ２ｌ　ＭＯＶ　【ｏｏｏｏ］，ＡＬ　ＭｏＶ　ＡＨ．４Ｃ　ＩＮＴ　２ｌ　算术运算包括加、减、乘、除四则运算，加法器能够实现二进　制数加法运算，由于负数可用二进制数的补码来表示，这样可以把　－ｔ　减法运算转成加法运算，加法器是实现算术运算的基本电路，超前　进位加法器提高了运算速度。　ＡＸ＝Ｏ０８Ｂ　ＢＸ＝００ＣＢ　ＣＸ＝Ｏ２ＢＯ　ＤＸ＝００００　ＳＰ＝００００　ＢＰ＝００００　Ｓｌ＝００００　ＤＩ＝ＯＯ０Ｏ　ＤＳ＝１６２Ｆ　ＥＳ＝ｌ６ｌＦ　ＳＳ＝Ｉ６２Ｆ　ＣＳ＝１６３０　ＩＰ：ＯＯ０Ｃ　ＮＶ　ＵＰ　ＥＩ　ＰＬ　ＮＺ　ＮＡ　ＰＯ　ＮＣ　ｌ６３０：０Ｏ０Ｃ　０２Ｃ３　ｔ　参考文献　ＡＤＤ　ＡＬ．ＢＬ　【１１阎石数字电子技术基础［Ｍ１．清华大学电子教研组．　Ｉ２】沈美明，温冬婵．ＩＢＭ—Ｐｃ汇编语言程序设计【Ｍ】．清华大学　—ＡＸ＝００５６　ＢＸ＝００ＣＢ　ＣＸ＝０２Ｂ０　ＤＸ＝００００　ＳＰ＝００００　ＢＰ＝Ｏ０００　ＳＩ＝００００　电子世界　・８１・