SED01_0910

Páginas: 10 (2271 palabras) Publicado: 7 de enero de 2016
PRÁCTICA DE SÍNTESIS
El sumador – restador en complemento a dos
1.- Introducción
Mediante el complemento a dos se simplifica la circuitería necesaria para realizar las
operaciones suma y resta de números binarios con signo. El empleo de esta técnica
permite realizar estas operaciones empleando un sencillo sumador binario junto con una
lógica adicional.
La figura 1 presenta el esquema de uncircuito aritmético para números en complemento
a 2 de 3 bits, mostrando los componentes principales y sus conexiones.
X

Y

3

3

3

Selector
de datos

3

Selector
de datos

Control 1

Control 2

3
3
Complemento a 1

Sumador binario de 3 bits
Detector de
desbordamiento

3

OP_SELECT

3

Salida

Figura 1. Diagrama de bloques de un circuito para sumar o restar números en complemento a dos.

El sumador enel centro de la unidad está diseñado para números binarios sin signo. Si
se activa un complementador (un circuito lógico bastante sencillo) en una de sus
entradas de datos, el mismo sumador puede realizar restas, aprovechando el hecho de
que la operación X-Y es la suma de X y el complemento a dos de Y (o sea, X+(-Y)). El
complementador se controla con una señal externa OP_SELECT, que seleccionala
operación, suma o resta, que efectúa la unidad aritmética. Dos componentes controlados

1/9

externamente, llamados selectores de datos (o multiplexores), determinan cuáles serán
los operandos que se aplicarán a la entrada derecha y la entrada izquierda del sumador.
Con esta disposición, podemos aplicar X o Y a la entrada de la izquierda del sumador, y
X, Y, -X o –Y a la entrada de la derechadel sumador, lo que permitiría calcular las
siguientes operaciones aritméticas:
X+Y
X-Y
Y-X
2X (ó X+X)
2Y (ó Y+Y)
Las otras 3 operaciones que podría realizarse con el resto de las combinaciones de las 3
señales de control son obvias o redundantes y no se tomarán en cuenta (estas son: Y+X
= X+Y, X-X=0, Y-Y=0).
Este sumador-restador es mucho más sencillo que un sumador-restador similar para
númeroscodificados mediante magnitud-signo, ya que se necesitarían sumadores y
restadores separados, además de circuitos para comparar la magnitud de los operandos
de entrada.
El objetivo de la presente práctica es diseñar, simular e implementar un circuito capaz
de realizar las operaciones anteriormente expresadas, donde X e Y son números en
complemento a 2.

2.- Pasos a seguir
2.1. DISEÑO DE LOSMULTIPLEXORES
Primeramente hay que diseñar un multiplexor 2 a1 de un bit (esta parte ya ha sido
realizada en clase). Una vez sintetizado el componente, éste debe simularse para
comprobar el correcto funcionamiento del mismo (ver figura 2).

d0
MUX
2a1

z

d1

sel
Figura 2. Esquema de un multiplexor 2 a 1 de 1 bit y simulación funcional del mismo.

Tras comprobar que el diseño funciona correctamente, seprocede a la implementación
de un multiplexor 2 a 1 de señales de 3 bits, que son los que necesitamos en el diseño

2/9

global que aparece en la figura 1. El diseño de un multiplexor de estas características se
consigue conectando 3 multiplexores 2 a 1 sencillos tal y como se muestra en la figura
3.
unit0
d0(0)

d1(0)

d0
MUX
2a1

z

z(0)

d1
sel

unit1
d0(1)

d1(1)

d0
MUX
2a1

z

z(1)

d1
selunit2
d0

d0(2)

3

MUX
2a1
d1

3

d0
MUX
2a1

z
d1(2)

3

z

z(2)

d1
sel

sel

sel

Figura 3. Esquema de un multiplexor 2 a 1 de 3 bits (componente y detalle de implementación)

Para implementar este componente creamos un nuevo código con el asistente, en el que
pondremos en este caso que las señales d0, d1 y z son buses de 3 bits (es decir, de 2 a
0). A continuación, en la plantilla generada,hay que inicializar el componente básico
creado anteriormente (mux2a1 de 1 bit) en la parte declarativa de la arquitectura
mediante la cláusula COMPONENT según se vio en el tutorial. Además, en el cuerpo
de la arquitectura habría que instanciar (o usar) tres veces dicho componente básico
(cláusula PORT MAP). Ambas sintaxis se pueden obtener generando una plantilla para
tal fin en Processes →...
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