Накапливающий двоичный сумматор

1., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистическик Республик(22) Заявлено 150878 (21) 2658298/18-24с присоединением заявки йо(51)М Кз Н 03 К 23/00 8 11 С 11/14 Государстоеииый комитет СССР по делам изабретеиий и открытий.66(088.8) Дата опубликования описания 2309.80(72 Авторы изобретения Г.ф. Нестерук, В.ф. Нестерук и В.И. Потапов Омский политехнический институт( 54 ) НАКАПЛИВАЮЩИЙ ДВОИЧНЫИ СУММАТОР Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при построении устройства переработки дискретной информа ции на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД)Известен накапливающий двоичный сумматор, содержащий магнитоодноосную пленку с ЦМД, на поверхности ко торой расположены логические элементы (ЛЭ), динамические ловушки и аннигиляторы ЦМД 111 . Недостатком этого сумматора является его низкое быстродействие. 35Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является накапливающий двоичный сумматор, который содержит, как и предложенный, магнитоодноосную пленку с ЦМД, на поверхности которой расположены ЛЭ И-исключающее ИЛИ по числу разрядов операндов, соединенные с динамическими ловушками ЦМД, и аннигиляторы ЦМД 121 . 5Недостатками такого сумматора являются невысокое быстродействие, составляющее (п + 2) такта при сложении двух и-разрядных операндов (такт - время одного оборота вектора поля уп.4 равления), и а(п+1) + 1 тактов при сложении е и-разрядных чисел.Целью изобретения является повьыение быстродействия известного накапливающего двоичного сумматора.Это достигается тем, что он содержит токовую аппликацию, магнитосвяэанную с ЛЭ И-исключающее ИЛИ и динамическими ловушками ЦМД всех разрядов сумматора, первый и второйфвходы каждого ЛЭ И-исключающее ИЛИ соединены с соответствующими входами сумматора, первый и второй выходы - соответственно со вторым входом предыдущего ЛЭ И-исключающее ИЛИ и со входом соответствующей динамической ловушкой ЦМД, выход которой соединен с первым входом того же ЛЭ И-исключающее ИЛИ, а третий выход каждого ЛЭ И-исключающее ИЛИ соединен с соответствующим выходом сумматора.На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого накапливающего двоичного сумматора.ПредЛагаемый накапливающий двоичный сумматор содержит магнитоодноосную пленку 1 с ЦМД 11, на поверхности которой расположены и ЛЭ И-исключающее ИЛИ 111 по числу разрядов операндов, соединенных с динамическими ловушками 1 Ч ЦМД, токовая аппликация Ч, магнитосвязанная с ЛЭ 111 и динамическими ловушками 1 Ч. ЦМД, и аннигиляторы Ч ЦМД. Буквами Х 1-Х 1 и У -Уи обозначены входы сумматора каналы ввода соответствующих разрядов первого и второго операндов), а буквами 5 -5 - выходы сумматора (каналы вывода соответствующих разрядов результата суммирования). Цифрами 1, 1 , 2, 2 и т.д. обозначены позиции, занимаемые ЦМД при их продвижении в сумматоре. При этом позиции 2и 2 соответствуют первому и второму входам ЛЭ11, а позиции 3 и, 4 и 3" соответственно его первому, второму 15 и третьему выходам. На первом и третьем выходах ЛЭ И-исключающее ИЛИ в позициях Зи и 3 реализуется функция И, а на втором выходе в позиции 4 - функция "Неравнозначность". 20Предложенный сумматор работает следующим образом.На входы Х 1-Х и и У -Уи сумматора подаются операнды, причем старшие разряды продвигаются по каналам Х и У . Через четверть такта поля управления Й с момента поступления операндов на входы сумматора (позиции 1 и 1 ) оба слагаемых сводятся разряд к разряду на расстояние, достаточное для взаимодействия ЦМД в одноименных разрядах (позиции 2 и 2 ), В результате взаимодействия доменов через три четверти такта в позиции 4 динамических ловушек образуется результат поразрядного суммирования по модулю два, а в позициях 4 и 4 - конъюнкиция содержимого одноименных разрядов, причем в позициях 4" неиспользуемые ЦМД переносов уничтожаются при возбуждении аннигилятора Ч 1 и 40 не нроходят на выходы 5-5 и сумматора, а из позиций 4 ЦМД переносов 1-х разрядов сумматора (и) по входным каналам 1 -2 поступают напервые входы (1-)-х ЛЭ И-исключаю щее ИЛИ, где в течение следующего такта сложения взаимодействуют с результатом первого лоразрядного суммирования по модулю два, находящимся в динамических ловушках 1 Ч, и образуют в них результат второго суммирования по модулю два, а в позициях 4." и 4 ш - переносы в более старшие разряды. Процесс суммирования заканчивается в момент времени, когда в выходных каналах 2-3 -4 и не остается ЦМД-переносов. При этом результат сложения хранится в динамических ловушках 1 Ч, откуда он может быть считан из позиции 2 при возбуждении токовой аппликации Ч, ЦМД результата 60 сложения продвигаются по выходным каналам 2-3 -4 -5и поступают наи ивыходы 5 -5 и сумматора.Процесс образования результата сложения и переноса в старший разряд 65 рассмотрим более подробно на примересуммирования 1-ых разрядов операндов. В момент времени, когда ЦМД,соОтветствующий 1-му раэряду первого операнда, поступает на первый вход 1-го разряда сумматора (позиции 1 ), ЦМД, соответствующий 1-му разряду второго операнда, поступает в позицию 1. Отслеживая полюса аппликаций,возникающие под действием поля управления, упомянутые ЦМД перемещаются по входным каналам 1 -2 и 1-2 и достигают позиций 2 и 2 соответственно,иэ которых за счет взаимного отталкивания переходят в выходные каналы 2 -3 цф и 2-3 -4 ц, реализуя тем самым единицу переноса в старший разряд и ноль в динамической ловушке 2-3-4-5. Если в одном иэ двух 1-ых разрядов операндов ЦМД отсутствует, то присутствующий в 1-ом разряде другого операнда ЦМД, не испытывая отталкивающего, воздействия, из позиции 2 (или 2) через половину такта поступит в позицию 4 динамической ловушки, реалиэуя тем самым единицу поразрядной суммы по модулю два и ноль переноса в старший разряд. Случай с двумя нулями в 1-ых разрядах операндов тривиален, вследствие чего не рассматривается.Как следует из приведенного описания работы НДС, его быстродействие при сложении двух и-разрядных операндов даже в наихудшем случае, когда перенос из младшего разряда сумматора поступает в старший разряд, составляет и тактов, а при сложении массива иэ и и-разрядных чисел -аи тактов, что соответственно в и 2(п раз и в и 1+(/и и раэ превосходит аналогичные показатели прототипа.Формула изобретенияНакапливающий двоичный сумматор,содержащий магнитоодноосную пленкус цилиндрическими магнитными доменами, на поверхности которой расположены логические элементы И-исключающееИЛИ по числу разрядов операндов,соединенные с динамическими ловушками цилиндрических магнитных доменов, и аннигиляторы цилиндрических магнитных доменов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения быстродействия сумматора, он содержит токовую аппликацию, магнитосвяэанную слогическими элементами И-исключающееИЛИ и динамическими ловушками цилиндрических магнитных доменов всех разрядов сумматора, первый и второй входы каждого логического элемента И-исключающее ИЛИ соединены с соответствующими входами сумматора, первый и второй выходы - соответственносо вторым входом предыдущего логического элемента И-исключающее ИЛИ и со766017 Составитель Ю. Розентальор О Стенина Техред Н.Граб Корректор С. Шекмар Подпа СССР Заказ 6527/53 Тираж 995 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и откр 113035, Москва, Ж, Раушскае ий наб.,д. 4/ ПП "Патент", г. У Проектная фили од,входом соответствующей динамическойловушки цилиндрических магнитныхдоменов, выход которой соединен спервым входом того же логическогоэлемента И-исключающее ИЛИ, а третий выход каждого логического элемента И-исключающее ИЛИ соединен с соответствующим выходом сумматора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССРМ 520623, кл. О 11 С 19/00, 1976.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2631358/18-24,кл. Н 03 К 23/00, С 11 С 11/14,12.06.78 (прототип).