Комбинационный сумматор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р 11744566 Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 070378 (21) 2589070/18-24 6 06 Г 7/50 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) КОМБИНАЦИОННЫЙ СУММАТОР Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении арифметических устройств цифровых вычислительных машин.Известны комбинационные, параллельные суммирующие устройства, состоящие из одноразрядных сумматоров со сквозным последовательным переносом. Они позволяют выполнять только арифметическое сложение двух чисел. Для выполнения, например, сложения по модулю 2 требуются дополнительные схемы поразрядного сравнения, Это приводит к непроизводительным затратам оборудования (11. Известен также сумматор с управляемым переносом, в котором для выполнения ариФметического сложения и 29 сложения по модулю 2 на одном и том же оборудовании вводится схема управления переносом. Это достигается введением в каждый четный (нечетный) разряд сумматора узла инвертирования 25 одного из слагаемых управляемого сигнала обратного значения переноса из предыдущего разряда, а также коллекторным объединением выхода инвертора управляемого сигнала гашение ЗО переносас выходом прямого значения переноса (2)Недостатком такого сумматора является сложность управления схемой переноса, неоправданная избыточность оборудования и, хотя и незначительное, увЕличение времениобщего суммирования эа счет прохождения одного из слагаемых через, соответствующий узел инвертирования на одноразрядный сумматор,Кроме того, коллекторное объединение, применяемоев указанном устройстве, приемлемо не для всякой элементной базы. Наиболее близким к предлагаемому является комбинационный сумматор, содержащий в каждом разряде два элемента И-ИЛИ-НЕ, на выходе одного из которых формируется значение суммы данного разряда, а на выходе второго - значение переноса в последующий разряд. К входам первого элемента И-ИЛИ-НЕ для получения значения раз" рядной суммы подключены шины прямых и инверсных значений соответствующих разрядов слагаемых и переноса из предыдущего разряда. Для получения значения переноса в последующий разряд ко входам второго элемента И-ИЛИ-НЕ в каждом нечетном разряде/сумматора подключены шины инверсных значений соответствующих разрядов слагаемых и переноса из предыдущего Разряда, а в каждом четном разряде сумматора - шины прямых значений соответствующих разрядов слагаемых и переноса из предыдущего разряда 31,.са, причем узел Формирования переноса содержит три элемента И и элемент ИЛИ-НЕ, три входа которого подключены к выходам элементов И, а выход - , к выходу узла формирования переноса данного разряда,выход которого является выходом переноса из данногоразряда сумматора, входы узла формированиясуммы каждого разряда соединены со входами значений слагаемых данного разряда и выходом переноса иэпредыдущего разрядасумматора,25 первый и второй входы первого элемен та И узла Формирования переноса каждого разряда соединены с первым ивторым входами узла формирования переноса, входы второго элемента И -с первым и третьим входами данногоузла, а входи третьего элемента И -со вторым и третьим входами данногоузла, при этом первый, второй и тре 40 тий входы узла формирования переносакаждого нечетного разряда сумматораподключены к шинам инверсных значений соответствующих разрядов первого и второго слагаемых и выходу переноса из предыдущего разряда соответственно, а первый, второй и третий входы узла формирования переноса .каждого 50 четного разряда сумматора подключены к шинам прямых значений соответствующих разрядов первого и второго слагаемых-и выходу переноса из предыдущего разряда соответственно, 55 четвертый вход элемента ИЛИ-НЕ узла Формирования переноса каждого нечетного разряда сумматора соединен с шиной запрета переноса, а третий вход"первого элемента Й узла формирования переноса каждого четного раэ ряда сумматора - с шиной инверсии запрета переноса.На чертеже представлена функциональная схема двух разрядов комбинационного сумматора. 65 Недостаток такого сумматора - его .недостаточные функциональные воэмож ности, позволяющие производить лишь операцию .арифметического сложения и не позволяющие осуществлять поразрядное суммирование (сложение по мо.Дулю 2)15Цель изобретения - устранение указанного недостатка, т,е. Расширение Функциональных возможностей сумматора.Для достижения поставленной цели в комбинационном сумматоре, содержащем в каждом Разряде узел формирования сумкою и узел формирования переноНечетный (21-1) -й и четный (21) -Ц разряды сумматора 1 и 2 содержат узлы 3 и 4 формирования сумм; узлы 5 и б формирования переносов соответственно (21-1)-го и (21)-го разрядов сумматора 1 и 2; вход 7 инверсного значения переноса из (21-2)-го разряда; шины 8 и 9 инверсных значений слагаемых нечетного разряда сумматора 1; шины 10 и 11 прямых значейий слагаемых четного разряда сум,матора 2; выход 12 прямого значения переноса (21-1) -го разряда сумматора 1; выход инверсного значения переноса 13 (21)-го разряда сумматора 2; шину 14 запрета переноса, шину 15 инверсии запрета переноса; элементы И 1 б и ИЛИ-НЕ 17.Узел 5 Формирования переноса нечетного (21-1)-го разряда 1 Формирует функциюС =О Ъ. +Ь с. +а с +эг 1- г 1- г 1-1 г-г ыг 1-г+)где а Ь . - инверсные значенияг 1-1 г 1-соответственно перво-.го и второго слагаемых, которые поданына шины 8, 9;с .- инверсное значение пег 1-греноса из (21-2)-горазряда, которое подано на вход 7;з - сигнал з апрет а переноса, поданный на шину 14.Узел б формирования переноса четного (21) -го разряда Формирует Функ-, циюс =а ь Ъ Ь с. +а ссг 1 - аг 1 ьг 1 ъ г 1 г 1аг 1 сг 1 где а Ь . - прямые значения первог 1 ф г 1го и второго слагаемых, которые поданысоответственно на ши"ны 10 ус ;- прямое значение предыдущего (нечетного21-1-го) разряда, которое образуется навыходе 12;з - сигнал инверсии пере- .носа, поданный на шину 15.Сигнал по шине запрета переноса 14 разрешает или запрещает прохождение сигнала переноса по цепи переноса.В сдучае выполнения операции арифметическбго сложения .на шину 14 подается низкий потенциал, который разрешает формирование переноса в нечетном разряде 1 и его распространение в четный разряд сумматора 2. При этом на вход узла б Формирования переноса четного разряда 2 по шине 15 поступает высокий потенциал и разрешает Формирование переноса в четном разряде 2, когда оба слагаемых четного разряда 2 равны 1./44566 Формула и з о бретени я ю э4/13 Тираж 751 одпнсное ИИПИ ака ктная, 4 атент . ф Филиал П Ужгород В операции сложение по модулю 2 (в поразрядном суммировании) на шину 14 подается высокий потенциал, который запрещает формирование переноса в нечетном разряде 1. В четном разряде 2 низкий потенциал по шине 15 запрещает перенос в случае, когда оба слагаемых данного четного разряда 2 равны 1. В случае же, когда одно из слагаемых равно 1 и есть перенос из предыдущего нечетного разряда 1, оно будет отсутствовать, так как переносы нечетных разрядов 1 запрещены.Таким образом, незначительная доработка известного комбинационного сумматора позволяет расширить его функциональные воэможности путем выполнения операции сложения по модулю 2 (порязрядного сложения). Время суммирования при этом не увеличивается. Данное изобретение может быть легко реализовано в сумматорах с групповым переносом. Комби наци он ный сумматор, с одержащий в каждом разряде узел формирования суммы и узел формирования переноса, причем узел формирования переноса содержит три элемента И и элемент ИЛИ-НЕ, три входа которого подключены к выходам элементов И, а выход - к выходу узла формирования переноса данного разряда, выход которого является выходом переноса из данного разряда сумматора, входы узла формирования суммы каждого разряда соединены со входами значений слагаемых данного разряда и выходом переноса из предыдущего разряда сумматора, первый и второй входы первого элемента И узла формирования переносакаждого разряда соединены спервым н вторым входами узла формиро.вания переноса, входы второго элемента И - с первым и третьим входамиданного узла, а входы третьего эле 5 мента И - со вторым и третьим входами данного узла, при этом первый,второй н третий входы узла формирования переноса каждого нечетного разряда сумматора подключены к шинаминверсных значений соответствующихразрядов первого и второго слагаемыхи выходу переноса из предыдущего разряда соответственно, а первый, второй и третий входы узла формированияпереноса каждоГО четного разрядасумматора подключены к шинам прямасзначений соответствующих разрядовпервого и второго слагаемюс и выходупереноса из предыдущего разрядасоответственно, о т л и ч а ю щ и й -20 с я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей, заключающегося в воэможности выполненияпоразрядного суммирования в сумматоре, четвертый вход элемента ИЛИ-НЕ25 узла формирования переноса каждогонечетного разряда сумматора соединенс шиной запрета переноса, а третийвход первого элемента И узла формирования переноса каждого четного30 разряда сумматора - с шиной инверсиизапрета переноса.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Карцев М.А. Арифметика цифроЗ 5 вых машин. М., Наука, 1969,с, 147-150.2. Авторское свидетельство СССР9439806, кл, 606 Р 7/385, 1971.3. Каган Б.М. и др, Цифровые вы 4 О числительные машины и системы. М.,Энергия, 1974, с. 224, рис, 3-741 поототнп).