Das offizielle Minecraft Wiki twittert hier: Wiki-Twitter  –  Chatte im Wiki-Discord  – Noch keinen Server gefunden? Es gibt einen Wiki-Server

Schaltnetze/Multiplizierer (Redstone)

Aus Technik Wiki
Wechseln zu: Navigation, Suche
Gruppe: Grid Redstone-Verstärker.png
Schaltnetze

Grid Roter Sand blass.png mit Mechaniken
                Hier:
Grid Redstone.png mit Redstone

Grid Befehlsblock.png mit Befehlen

Die vorgestellte Technik kann in der Redstone-Welt angesehen werden.

Multiplizierer können zwei verschiedene Zahlen miteinander multiplizieren. Sie bestehen aus Volladdierern in Kombination von Und-Gattern. Es gibt verschiedene Möglichkeiten einen Multiplizierer zu realisieren. Entweder mit Und-Gattern, welche die Zahl um den Faktor 2 erhöhen, mit Volladdierern in Kombination oder mit einen Taktgeber, der die Zahl so oft wiederholen lässt und in einen Speicher führt, wie sie multipliziert werden soll, jedoch wird nur auf die erstgenannte Methode eingegangen. Ein Dividierer stellt das Gegenstück des Multiplizierers dar und aus diesen Grund kann man einen Dividierer aus einem Multiplizierer konstruieren indem man die zweite Eingangsreihe (zweite Zahl) umdreht.

Schaltnetze Multiplizierer (Redstone) Animation 1.1.1.png Schaltnetze Multiplizierer (Redstone) Animation 1.1.2.png Schaltnetze Multiplizierer (Redstone) Animation 1.1.3.png Schaltnetze Multiplizierer (Redstone) Animation 1.1.4.png Schaltnetze Multiplizierer (Redstone) Animation 1.1.5.png

Der Multiplizierer besteht aus mehreren Und-Gattern und Volladdierern. Ein einfaches Und-Gatter stellt schon einen 1 Bit-Multiplizierer dar. Das bedeutet, man kann mit diesem Gatter schon 1 * 1 rechnen. Um eine normale Binärzahl zu verdoppeln, muss man lediglich eine 0 der Binärzahl anhängen. Bei dieser Variante werden Und-Gatter so verschaltet, dass diese direkt mit ihrem Ausgang mit einem Volladdierer verbunden sind. Dieser Multiplizierer kann maximal 3 * 3 rechnen, weil er auf den Bildern nicht größer gebaut wurde. Die Eingänge stellen hier die Kohleblöcke und Smaragdblöcke dar. Bei den Binärzahlen, die man eingibt, muss man bei den Kohleblöcken von rechts nach links gehen 8, 4, 2, 1 und bei den Smaragdblöcken von links nach rechts 1, 2, 4, 8. Dabei ist es egal, ob man zuerst die Eingänge mit den Kohleblöcken oder Smaragdblöcken anfängt. Hierbei muss man wissen, dass alle Eingänge einer Mineralblock-Art addiert werden und mit den Eingängen der anderen Mineralblock-Art multipliziert werden. Wenn man nun einen der Hebel betätigt, welche auf den Kohleblöcken platziert sind, so wird die Redstone-Leitung aktiviert und alle an dieser Leitung befindlichen Und-Gatter-Eingänge erhalten ein Signal. Wenn man nun einen Hebel auf den Smaragdblöcken aktiviert, so wird das entsprechende Und-Gatter geschaltet. Wenn 1 * 1 eingegeben wurde, werden die Volladdierer erst gar nicht angesteuert, denn dann geht das Redstone-Signal direkt zum Ausgang, der für die 1 steht. Bei jeder anderen Rechenaufgabe, werden die Und-Gatter so geschaltet, dass deren Ausgänge in die Volladdierer gehen und so die Aufgabe berechnen. Hierbei sind die Volladdierer so geschaltet, dass sie jeweils den Ausgang des Und-Gatters und einen Ausgang der letzten Rechenoperation (In diesem Beispiel nur ein weiteres Und-Gatter. In größeren Multiplizieren werden die Ausgänge des vorherigen Volladdierers genommen). Diese rechnen dann die Aufgabe und geben auch das Ergebnis aus. Wenn man negative Zahlen berechnen möchte, lässt sich das ganze sehr leicht realisieren. Man fügt zwei weitere Hebel hinzu. Die beiden Hebel stehen für das Vorzeichen der jeweiligen Zahl. Wenn nur eine der beiden Zahlen negativ ist, wird auch das Ergebnis negativ, wenn beide Zahlen negativ sind, wird das Ergebnis positiv. Aus diesen Zustand heraus werden beide Hebel einfach an ein Exklusiv-Oder-Gatter angeschlossen. Der Ausgang davon gibt dann entweder ein Plus oder ein Minus aus.

Schaltnetze Multiplizierer (Redstone) Animation 1.2.1.png Schaltnetze Multiplizierer (Redstone) Animation 1.2.2.png Schaltnetze Multiplizierer (Redstone) Animation 1.2.3.png Schaltnetze Multiplizierer (Redstone) Animation 1.2.4.png Schaltnetze Multiplizierer (Redstone) Animation 1.2.5.png

Dies ist die erweiterte Form des Multiplizierers. Mit ihr kann man in dieser Bauform maximal bis 7 * 7 rechnen. Außerdem kann man das Vorzeichen der beiden Zahlen vorgeben. Jedoch ist der Multiplizierer in dieser Ausführung nun unendlich erweiterbar. Man muss nur beachten, dass man die ersten zwei Eingänge (Kohleblock) lediglich in Und-Gatter hineinleitet, welche erkennen, ob die Zahl mal 1 oder mal 2 multipliziert wird. Danach müssen immer alle Ausgänge der Volladdierer und der höherwertigen Hebel in ein Und-Gatter und deren Ausgang wieder an einen Volladdierer gehen. Das kann man dann so lange wiederholen, bis man die gewünschte Ausgangs-Zahl-Größe hat. Pro weitere Zahl, die man multiplizieren möchte, braucht man eine weitere Reihe von Und-Gattern und Volladdierern.


Disambig color.svg