Конвейерный сумматор

(51).5 С 06 СПИ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТВ числипольед ных конмированияавленных ах для с ел, пред е в ЛибоЦель и ва при сл иерных процессо огоразрядных чи Минимальной фор стеме исчислен аччиевоиобретенияожении чи о ССС1977.СССР1982 упрощение устроист сел, представленны системе исчисления оначчиев х вКо йерньв" сум ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(22) 31.05.88 (46) 07.02,90, Вюл, Р 5 (71) Научно-производственно нение космических исследова (72) Я.А.Мамедов, Ф.А.Мамед и И.З.Животовский (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельств Р 570896, кл. С 06 Е 7/49,Авторское свидетельство Ф 1067499, кл. С 06 Р 7/50,1 54) КОНВЕ 11 ЕР НЬП 1 СУММАТОР 57) Изобретение относится к ельной технике и может быть овано в высокопроизводитель1541595 запоминаются в соответствующих тактируемых элементах памяти суммирующих ячеек и по очередному тактовому сигналу поступают на следующую строку суммирующих ячеек конвейерного сумматора. Результат суммирования поступает на выходную шину 10. 1 ил., 1 табл,Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено длясуммирования многоразрядных чисел,представленных в фибоначчиевой систе.- 15ме исчисления в минимальной форме,и может быть использовано при построе.нии высокопроизводительных конвейерных процессоров.Цель изобретения - упрощение устройства при сложении чисел, представленных в минимальной форме в фибоначчиевой системе исчисления.На чертеже приведена функциональнаясхема конвейерного сумматора для сло 25жения восьмиразрядных чисел, представленных в 1-коде фибоначчи,Конвейерный сумматор содержит входные шины 1 и 2, суммирующие ячейки 38, последовательно соединенные тактируемые элементы 9.1-9,5 памяти, выходную шину 10,. Работу конвейерного сумматора рассмотрим на примере суммирования вось"миразрядных (п=8) чисел в 1-коде фибоначчи (р=1).Наиболее неблагоприятная ситуациявозникает при сложении следующих кодовых комбинаций:1010101010000100Данные суммирования по этапам приведены в таблице,40 Конвейерный сумматор работает сле дующим образом,Коды по входным шинам 1 и 2 поступают на входы суммирующих ячеек 3,1- 3.8. На суммирующих ячейках 3,1-3.8 начинается первый этап процесса сум мирования. По тактовому сигналу (не показан), поступающему на тактирующие входы суммирующих ячеек, значения первой промежуточной суммы и значения переносов запоминаются в суммирующих ячейках 3.1-3,8 (пункты 3 и 4 таблицы). Значения разрядов промежуточной суммы с выходов сумм (выходов первых тактируемых элементов памяти) суминтор содержит входные шины 1 и 2,суммирующие ячейки 3-8, тактируемыеэлементы 9,1-9.5 памяти и выходнуюшину 10. Киды слагаемых по входным шинам 1 и 2 поступают на входы сумматоров суммирующих ячеек 3 "3, Значения промежуточных сумм и переносов мирующих ячеек 3.1-3.8 поступают одновременно на первые входы соответствующих суммирующих ячеек 4.1-4.8, азначения разрядов кода переноса с вы"ходов переносов (выходов вторых тактируемых элементов памяти) суммирующих ячеек 3.8-3,3 поступают на третьивходы суммирующих ячеек 4.6-4,1. Значения разрядов кода переносов с выходов переносов суммирующих ячеек3.-3.1 поступают на вторые входысуммирующих ячеек 4.8-4,2. Значенияразрядов кода переноса с выхода суммирующей ячейки 3.8 поступают на входпервого тактируемого элемента 9.1 памяти, где запоминаются при поступлении второго тактового сигнала, Этимзаканчивается первый этап суммирования. Вообще каждый этап суммированияв кодах фибоначчи заканчивается формированием промежуточной суммы и кода переноса, а весь процесс суммирования заканчивается с получением нулевого кода переноса. После окончания каждого этапа суммирования в конвейерный сумматор могут быть введенычисла для сложения. Таким образом, время сложения вконвейерном сумматоре определяетсявременем работы одной суммирующейячейки, т.е,д Лу+ тэгде 6з время переходных процессов сумматора и тактируемого элемента памяти соответственно.По второму тактовому сигналу насуммирующих ячейках 4.1-4,8 начинается второй этап суммирования, по окончании Которого на выходах суммирующихячеек 4.1-4.8 появляются значения разрядов второй промежуточной суммыи кода переноса (пункты 5 и 6). Наэтом этапе суммирования и, в дальнейшем на суммирующих ячейках 4.8, 5.8,6.8, 7.8 и 8.8 в силу свойств суммирования чисел в кодах Фибоначчи в ми5 154159 нимальной Форме переносы возникать не будут. Значения разрядов второй промежуточной суммы с выходов суммирующих ячеек 4.1-4.8 поступают на первые входы соответствующих суммирующих ячеек 51-5.8. Зчачения разря. дов кода переноса с выходов суммирующих ячеек 4.1-4,8 поступают на вторые и третьи входы соответствую 10 щих суммирующих ячеек 5,1-5,8 аналогично описанному в первом этапе суммирования.По третьему тактовому сигналу на суммирующих ячейках 5.1-5.8 начинается третий этап суммирования, При этом содержимое тактируемого элемента 9.1 памяти переписывается в элемент 9.2 памяти. По окончании третьего этапа суммирования на соответст вующих выходах суммирующих ячеек 5,1- 5.8 появляются значения третьей промежуточной суммы и кода переноса (пункты 7 и 8). Значения разрядов промежуточной суммы с выходов суммирующих ячеек 5.1-5.8 поступают на первые входы соответствующих суммирующих ячеек 6.1-6.8, Значения разрядов кода переноса с выходов суммирующих ячеек 5.1-5.8 поступают на вторые и третьи входы соответствующих суммирующих ячеек 6.1-6.8 аналогично описанному в предыдущем этапе суммирования.По четвертому тактовому сигналу на суммирующих ячейках 6,1-6.8 начинается четвертый этап суммирования. По окончании четвертого этапа суммирования, проходящего аналогично предыдущим этапам, на выходах сумми 40 рующих ячеек 6,1-6.8 появляются значения четвертой промежуточной суммы и кода переноса (пункты 9 и 10), которые поступают на входы суммирующих ячеек 7.1-7.8, а содержимое из тактируемого элемента 9.2 памяти переписывается в эх 1 емент 9.3 памяти.По пятому тактовому сигналу на суммирующих ячейках 7.1-7,8 начинается пятый этап суммирования, по окончании которого, проходящего аналогично предыдущим этапам, на выходах суммирующих ячеек 7.1-7,8 появляются значения пятой промежуточной суммы и кода переноса (пункты 11 и 12), кото 55 рые поступают на входы суммирующих ячеек 8.1-8.8, а содержимое из такти руемого элемента 9.3 памяти переписывается в элемент 9.4 памяти. 11 о шестому тактовому сигналу на суммирующих ячейках 8,1-8.8 начинает ся шестой, последний этап суммирования. По окончании шестого этапа суммирования на выходах суммирующих ячеек 8.1-8.8 и выходе тактируемого элемента 9.5 памяти появляется результат суммирования, поступающий на выходную шину 10, причем содержимоетактируемого элемента 9,5 памяти является старшим разрядом результатасуммирования.Таким образом, для данного случая зашесть этапов возможно суммирование чисел, представленных восьмиразрядным 1-кодом Фибоначчи. В общем случае для суммирования и-разрядных чисел ви р-кодр фибоначчи необходимо +Ер+1и этапов суммирования, где Е=1 о 8р+1целое число.Формула изобретенияКонвейерный сумматор, содержащий матрицу из и х т суммирующих ячеек, где и - разрядность суммируемых чисел , ш - число столбцов матрицы,и игде т=+1, 1=1 о 8- целое число,р+1 г р+1р - номер кода Фибоначчи, причем первые входы (,1)-х суммирующих ячеек, где д - номер строки матрицы, 3 - номер столбца матрицы, для которых г.= 1и, =1, подключены к соответствующим весовым разрядам первой входной ыины конвейерного сумматора, выход суммы каждой (1,1)-й суммирующей ячейки, для которой =1и, =1ш, соединен с первым входом соответствующей (,1+1)-й суммирующей ячейки, выход суммы каждой суммирующей ячейки последней строки матрицы соединен с разрядами выходной шины суммы конвейерного сумматора, вторые входы (,1)-х суммирующих ячеек, для которых г.=1, 1=2в, подключены к шине "Лог.О, в каждой суммирующей ячейке первый и второй входы подключены к соответствующим входам сумматора, выход суммы которого соединен с входом первого тактируемого элемента памяти, выход которого соединен с выходом суммы суммирующей ячейки, выход переноса которой соединен с выходом второго тактируемого элемента памяти, вход которого под1541595 ячеек, для которых 1.=1 п, 1=1,подключены к соответствующим весовым.разрядам второй входной шины конвейерного сумматора, выход переноса(1,1)-й суммирующей ячейки, для которой 1=1п,1=1ш - 1, подключен к второму входу (д+1,1+1)-йсуммирующей ячейки, а выход переноса каждой суммирующей ячейки, длякоторой =р+2п, 1=1ш,подключен к третьему входу (1.-р,1+1)-й суммирующей ячейки, третьивходы суммирующих ячеек р+1 старшихразрядов всех столбцов, для которых3=2,ш, подключены к шине "Лог.О". ключен к выходу переноса сумматора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения сумматора при сложении чисел представленных в мини 5 мальной форме в Фибоначчиевой системе исчисления, в него дополнительно введены ш последовательно соединенных тактируемых элементов памяти, причем вход первого тактируемого элемента памяти соединен с выходом переноса суммирующей ячейки, для которой 1=п, =1, а выход последнего тактируемого элемента памяти соединен с выходом переноса конвейерного сумматора, вторые входы суммирующих Пункты Коды Веса разрядов 1-кода Фибоначчи Десятичный 34 21 13 8 5 3 2 1 1е 4 и 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0(5-я) Составитель Ю,ВаракинТехред Л,Олийнык Корректор Л.Патай Редактор А,Козориз Заказ 281 Тираж 561 ПодписноВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул . Гагарина, 101 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 .12 13 14 Первое слагаемоеВторое слагаемоеПромежуточная суммаКод переноса (1-й)Промежуточная суммаКод переноса (2-й)Промежуточная суммаКод переноса (3-й)Промежуточная суммаКод переноса (4-й)Промежуточная суммаКод переноса (5-й)Результат,Переносы 0 1 0 1 0 0 00 0 0 1 1 1 0 0 0 О 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 О О 0 0 1 1 О 1 0 0 1 0 1 0 1 О 0 0 0 1 0 О 1 0 0 0 О 0 1 0 0 11 0 О 1 0 0 0 0 0