Slajd14 (120)

Często jako sumator wykorzystywany jest układ jednostki arytmetyczno-logicznej (ang. arithmetic logie unit - ALI"). W rzeczywistości układ ten potrafi realizować wiele innych funkcji. Na przykład 4-bitowe ALU ’181 (z możliwością zwiększenia długości słowa) może dodawać, odejmować, przesuwać bity. porównywać wartości bezwzględne liczb oraz wykonywać kilka innych funkcji. Sumatory i ALU wykonują funkcje arytmetyczne w czasie od pojedynczych nanosekund do dziesiątków nanosekund. w zależności od rodziny układów scalonych. Dostępne są również specjalizowane układy mnożące liczby całkowite, o konfiguracji S*S bitów i 16*16 bitów. Odmianą układów mnożących, szczególnie przydatną do cyfrowego przetwarzania sygnałów, są akumulujące układy mnożące (ang. multiplier-accumulator. w skrócie MAC), które akumulują sumę iloczynów. Mogą one mnożyć przez siebie liczby o długości do 32 bitów, natomiast ich słowo wyjściowe ma długość 64 bitów, potrzebnych do zapamiętania iloczynu, plus kilka dodatkowych bitów, które zapobiegają pojawieniu się przepełnienia przy sumowaniu.

Układem arvtmetvcznvm. bardzo poręcznym przv cyfrowym przetwarzaniu sygnałów, jest korelator, który porównuje kolejne bity dwóch ciągów bitów i oblicza, ile razy wystąpi zgodność bitów. Typowy korelator porównuje ciągi 64-bitowe. które są przesuwane w wewnętrznych rejestrach przesuwających. Możliwe jest maskowanie (ignorowanie) dowolnie wybranego zestawu bitów w czasie korelacji. Typowa szybkość układu jest równa 30 ns. tzn. zegar taktujący wprowadzaniem kolejnych bitów może pracować z częstotliwością 35 MHz. przy czym w każdym takcie zegara otrzymuje się 7-bitowy wynik korelacji. Odmiana korelatora jest tzw. filtr cyfrowy FIR. który oblicza sumę (z przeniesieniem) iloczynów* liczb całkowitych tworzących parę ciągów liczbowych. Typowe parametry takiego filtru to: wielkość liczb całkowitych - od 4 do 10 bitów, długość ciągu -od 3 do 8 słów (z możliwością rozszerzenia do większej liczby słów). Najbardziej skomplikowanymi układami arytmetycznymi są procesory zmiennoprzecinkowe (koprocesory), które realizują porównywanie liczb, ich sumowanie i mnożenie oraz obliczają wartości funkcji trygonometrycznych, wykładniczych i pierwiastka kwadratowego. Są one zazwyczaj projektowane specjalnie dla danego typu mikroprocesora i przeważnie spełniają wymagania standardu IIEE P754. który określa długość słow a (do 80 bitów), format danych itp. Na przykład, koprocesorami są układy (w naw iasie podano mikroprocesor, z którym dany koprocesor w spółpracuje): 8087 (8086 8). 80387 (80386) i 68S81 (68020). Są to naprawdę urządzenia o szybkościach przekraczających 10 milionów operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę.