Двоичный параллельный сумматор

О П И СА"-Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ 31579 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства61 7/50 явлено 18.11.1970 присоединением з 05441(18-24 явкиПр тет Комитет по делам зобретеиий и аткрыти при Севете Министров СССР, О. Мкртчян аявител ВОИЧНЫЙ ПАРАЛЛЕЛЬНЪй СУММАТО 2 быть использовано вх автоматики и вычцсИзобретение можетдискретных устройствалительной техники.Известны схемы двоичных параллельных накапливающих сумматоров потенциального типа, построенных ца булевых элементах И, ИЛИ, НЕ, состоящие из регистра суммы, где хранится также одно из слагаемых в начале суммирования, регистра второго слагаемого и цепи переноса, Регистр суммы состоит из триггеров-счетчиков с входными клапанами (вентилями), регистр второго слагаемого представляет собой обычный запоминающий регистр, а цепь перецоса - ком бццациоцную схему из элементов И, ИЛИ, НЕ.Недостаток известных схем накапливающих сумматров заключается в том, что онц требуют большого количества оборудования, вследствие чего имеют высокую стоимость, низкое быстродействие надежность. Кроме того, в этих схемах используются элементы задержки, которые малонадежны и нетехцологичны с точки зрения микроэлектроники.С целью упрощения снижения стоимости и повышения надежности в предлагаемом сумматоре применены формальные нейроны и пороговые элементы вместо обычных булевых элементов И, ИЛИ, НЕ. Прц этом в нем счетный вход каждого разряда регистра суммы, состоящего из двух индентцчиых формальных нейронов подключен к инверсному выходу порогового элемента с порогом - 1, имеющего трц входа с весами - 1, - 1 ц - 2, один цз входов которого с весом - 1 подклю чец к единичному выходу триггера регистравторого слагаемого, второй вход с весом - 1 подключен к управляющей шине приема информации в регистр сумм, а вход с весом - 2 подключен к выходу элемента переноса пре дыдущего разряда. Единичный выход первогоформального нейрона каждого разряда регистра суммы подключен к одному цз входов порогового элемента цепи переноса с лорогом +3, имеющего четыре идентичных входа 15 с весами - 1, второй вход подключен к единичному выходу триггера регистра второго слагаемого, третий вход подключен к выходу элемента переноса предыдущего разряда, четвертый - к управляющей шине разрешения 20 переноса. Формальный нейрон (ФН) представляет собой обычный пороговый элемент (ПЭ) с встроенными булевыми элементамц И, ИЛИ, НЕ на входе. В данной схеме используются ФН с входными элементами 25 ИЛИ, а также обычные ПЭ. На фцг. 1 показана схема одного разрядсумматора; па фцг. 2 - временная диаграмм работы схемы; на фцг. 3 - трехразрядны 30 сумматор.Разряд сумматора содержит регистрпервого слагаемого и суммы, регистр 2 второго слагаемого, уцравляюц 1 ую шццу 3, цо кото. рой цосгупаст сигнал разрешения переноса, шину 4 переноса с предыдущего разряда, управляющую шццу 5, цо которой пое.тунает сигнал приема информации из регистра 2 в регистр 1.Регистр 1 состоит из триггеров-счетчиков и входных ПЭб, служащих для организации приема информации в регистр 1. Триггер-счетчик построен на двух индецти нных формальных нейронах, один из которы(ведущий) реагирует на положительный перепад водного сигнала, а,другой (веломый) - ца отрицательный перепад входного сигнала. На фиг. 1 ведущим является нейрон, расположенный справа. Выходные сигналы ведущего и ведомого нейронов сдвинуты один относительно другого на величину, равную длительности входного сигнала, т. е. ведомый элемент запоминает предыдущее состояние триггера ца время, равное длительности водного сигнала. Поэтому в цепи переноса сумматора для выработки сигнала переноса в следующий разряд (а также для организации установки 0 регистра 1) используется выодной сигнал ведомого элемента.Счетный вол триггера подкл очец к инверсному выходу порогового элемента ПЭ, который служит для организации приема в регистр 1 информации из регистра 2 и из цепи переноса. Поскольку порог элемента равен - 1, то при отсутствии входных сигналов элемент возбужден и на его инверсном выходе имеется низкий уровень потенциала. При поступлении сигнала (высокого уровня) только на олцц из волов с весом - 1 состояние элемента це изменяется. При поступлении сигнала на вол с весом - 2 цли одновременно на оба вода с весами - 1 элемент переходит в невозбужленное состояние, и ца его инверсном выходе появляется высокий уровень потенциала. Таким образом, сигнал, появившийся в цепи переноса, безусловно поступает на вод триггера счетчика, а лля приема информации из регистра 2 в регистр 1 необходимо подавать разрешающий высокий уровень потенциала на управляющую шину 3.В цепи перецоса сумматора использован один пороговый элемент с порогом +3 и четырьмя идентичными водамц, имеющимц вес +1. Сигнал переноса в слелующцй разряд появляется, когда имеются сц налы це менее, чем на трех входах ПЗб.Схема работает следуцощим образом, За исодное принимается такое состояние сумматора, когда одно из слагаемых цаодится в регистре 1, а другое - в регистре 2. Сложение производится за два такта (фиг, 2). В первом такте определяются переносы во все разряды сумматора ц прибавляются по модулю 2 к содержимому регистра 1. Для этого на шипу 3 подается сигналразрешения переноса. Длительность 1 пер этого сигналя должна удовлетворять условию пер -. 1 проб + круст5 где 1 прм - время пробега единицы переносаот первого ло последнего разряда сумматора;1, - время установки триггера-счетчика(1 ет=2 т).При п-разрядном сумматоре ядро= (я 1)т, 10 где т время задержки одного элемента.Таким образом, в конце первого такта врегистре 1 получим сумму по модулю 2 первого слагаемого с переносами.Во втором такте содержимое регистра 1 15 складывается по модулю 2 со вторым слагаемым, рацящимся в регистре 2, Для этого на управляющую шину 3 подается сигнал разрешения приема (фиг. 2), Длительность разрешающего сигнала приема 1,р должна быть 20 Лостато шой для полного опрокидываниятриггера-счетчика 1 пр е 2 т, В конце второго такта в регистре 1 получится полная сумма лву х чисел.Если обозначим первое слагаемое через х;, 25 второе слагаемое - через у;, сумму - черезз;, перецос через с;, то работу схемы аналитически моицо выразить следу юшим образом.В первом такте С, = П (х, С/у Ск /х,у,); 5, =Сс +х+ знак сложения по модулю 2.Во втором такте5, = 5; + у, = (х, Сс / х,Сс,) у,/ (х,Сс т) ,/ 40 /х, Сс-) у Предмет изобретения 45 Двоичный параллельный сумматор, содержащий регистр первого слагаемого и суммы, регистр второго слагаемого и элемент переноса в кажлом разряде сумматора, отличаюиийся тем, что, с цслью упрощения суммато ра, в цем счетный вход каждого разряда регистра суммы, состоящего из двух идентич.цыформальнынейронов, подключен к ицверсивцому выходу порогового элемента с порогом - 1, имевшего три вода с весами - 1, 55 - 1 и - 2, один из входов которого с весом - 1 подключен к единичному выходу триггера регистра второго слагаемого, второй вход с весом - 1 подключен к управляющей шине приема информации в регистр суммы, 60 вход с весом - 2 подключен к выходу элемента,переноса предыдущего разряда, единичный выход первого формального нейрона каждого разряда регистра суммы подключен к одному цз волов порогового элемента цепи переноса 65 с порогом +3, имеющего четыре идентичных315179 входа с весами +1, второй вход подключен к единичному выходу триггера регистра второго слагаемого, третий, вход подкло 1 ен к выход элемента переноса предыдущего разряда, четвертый - к управляющей п 1 ине разрешения переноса. Г 1 г( я 1 оИзд.1279 Тираж 473 Подписи делам изобретений и открытий прп Совете Министров ССС Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5 тет ипография, пр. Сапунова, 2 аказ 3152,ЦНИИПИ К