М-разрядный комбинационный сумматор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 9 А 1 РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР БРЕТЕНИЯЬСТВУ ПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СОИ вычисл оситя жет быт ь испол рактеризуовышеннымый комбинаоды 11 и Си хаамии и азрядн 8.8)патент У 21481987.4623982,1986. еет. вх16 суп азы в ход ецоса, В я ца эле- и И Э., фо ы разряда 15 пер прованс ИЛИ 4,.сПа кл е усуи БинАциОнный сум АЗРЯДНЫИ 54 МАТала гене соответс ации пере 12 о(51)5 С 06 Р 7 50 57) Изобретение тельнои технике, мо зовано в цифровых Б ется низкими затрат быстродействием. М- ционный сумматор им 2 слагаемых, выход 7 переноса и выход каждом разряде сумм ментах ИСКЛЮЧАцЦЕЕ мируются значения п слагаемых Р; д АЙВ1580349 венно. На элементах И 6 и ИЛИ 9попоследовательному принципу формируются условные межразрядные переносы С.,о 1 исходя из условия равенства нулю входного переноса. На элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9. формируется -й разоряд условной суммы Я. Формирование истинного разряда суммы осуществляется на элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5; 10 путем селективного инвертирования -го разряда условной суммы Б; в соИзобретение относится к вычислительной технике и микроэлектроникеи может быть использовано в цифровыхБИС высокого быстродействия.Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение сумоматора.На чертеже представлена функциональная схема М-разрядного комбинационного сумматора. 25Сумматор содержит М узлов 1 о,11 суммирования и узел 2переноса. С нулевого по (М)-й узлы суммирования содержат элементыИ Зо,3..,3 м пеРвые элементы 30ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4,4,4вторые элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 о 95,5с первого по (М)-йузлы суммирования содержат вторые,6 б,бм,третьи 7 7,. 7 ми четвертые 8 88 м, элементы И, третьи элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 999 м, , элементы ИЛИ(М)-й первого слагаемого сумматора, входы 12, 12 12, разря-,дов с нулевого по (М)-й второгослагаемого.Узел переноса содержит элемент 45И 13 и элемент ИЛИ 14, выход 15 переноса сумматора, выходы 16 , 16, ф16 , суммы сумматора и вход17 переноса сумматора.Сумматор работает следующим образом.Разряды слагаемых поступают навходы 11 и 12, сигнал входного переноса С - на вход 17. В каждом разюряде суммирования на элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4; и И 3; формируютсязначения полусуммы разрядов слагаемых Р; = А; 9 Ви сигнала генерации переноса О; = А; В; соответстответствии с выражением Я .о1 = Я (С Р Р, Р ), Управление селективным инвертированием осуществляется сигналом с выхода элемента И 7; на первый вход которого подается входной перенос С , а на второй вход - сигнал Р Р Р.,фор 1 е мируемый последовательно на элементах И 8 о, 8 ,8; , выходной перенос сумматора формируется на элементах И 13, ИЛИ 14. 1 ил,венно. На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5; формируется х-й разрядсуммы Б; в соответствии с выражениемБ . = Б.(С 1"о .Р, Р )э.где Б - -й разряд условной суммы,полученный исходя из условия равенства нулю входного переноса и формируемый на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 9; в соответствии с выражениемБ, = А; 9 ВВС;-1,огде С 1, - условный перенос из (- )го разряда суммирования. Условные межразрядные переносыформируются последовательно на элементах И 6, ИЛИ 10 исходя из условияравенства нулю входного переноса.Значение условного переноса из нулевого разряда суммирования совпадаетсо значением генерации переноса нулевого разряда суммирования,Значение истинного разряда суммыЯ формируется путем селективногоинвертирования значения условногоразряда суммы Б, на элементе ИСКЛЮоЧАКЩЕЕ ИЛИ 5 . Управление селективныминвертированием осуществляетсясигналом с выхода элемента И 7 , на1вход которого подается входной перенос сумматора, Элемент И 7.управляется сигналом Р Р,Р; которыйформируется последовательно на элементах И 8 1 (1 с = 1 -1).Для пояснения процесса формирования истинного разряда суммы рассматривают два случая:1. Хотя бы одно значение Р0 (1 с = О 1.-1), т.е. хотя быв одном разряде, предшествующем -му,разряды слагаемых имеют одинаковыезначения (А 1, = О, В = О или А = 1,В 1, 1). При этом входной переносне оказывает влияния на формированиео = Ао Во 6 С Выходной перенос сумматора формируется на элементах И 13 и ИЛИ 14 в соответствии с выражениемоСон = С м+ СдиРо Р,Р и выдается на выход 15. 30 Формула изобретенияМ-разрядный комбинационный сумматор, состоящий из М узлов суммирования и узла переноса, содержащего элемент И и элемент ИЛИ, выход кото - рого соединен с выходом переноса 4 О сумматора, причем все узлы суммирования содержат два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемент И, а д-й узел суммирования (где= 1,2. М) дополнительно содержат три элемента И 45 и элемент ИЛИ, причем вход -го разряда первого слагаемого сумматора соединен с первыми входами первых элементов И и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ -го узла суммирования, вторые входы кото О рых соединены с входом .-го разряда второго слагаемого сумматора, вход нулевого разряда первого слагаемого сумматора соединен с первыми входами первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемента И нулевого узла суммирования, вторые входы которых соединены с входом нулевого разряда второго слагаемого сумматора, выход первого-го разряда суммь Элемент И 7 имеет на выходе уровень логического нуоля. Значение Б; проходит без изменения через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИна выход 16;,11. Все значения Ро Р,Р равны логической "1" т,е. во всех раз-,рядах, предшествующих х-му, разрядыслагаемых имеют разные значения (А 1, =О, В = 1 или А 1, = 1, В 1, = О) (Ы= О -1 , При этом входнойперенос используется в формированииь-го разряда истиной суммы. Входнойперенос сумматора проходит через эле мент И 7; Если С ц = О, т.е. соотоветствует условию формирования Ято Б о проходит без изменения на вы 3оход 16;, Если С , = 1, значение Я;инвертируется на элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5; и на выход 16 ю поступает-означение Б1Нулевой разряд истиной суммы формируется непосредственно под управлением входного переноса 25 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ нулевогоузла суммирования соединен с первымвходом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ нулевого узла суммирования, выход которого является выходом нулевого разряда суммы сумматора, выходвторого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИх-го узла суммирования соединен свыходом -го разряда суммы сумматора, выход первого элемента И -гоузла суммирования соединен с первымвходом первого элемента ИЛИ -го узла суммирования, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И 3.-го узла суммирования, входпереноса сумматора соединен с первыми входами третьих элементов И -хузлов суммирования и первым входомэлементов И узла переноса, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ узла переноса, второй входкоторого соединен с выходом первогоэлемента ИЛИ (М)-го узла суммирования, выход первого элемента ИЛИ -гоузла суммирования соединен с первымвходом второго элемента И. (х+1)-гоузла суммирования, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения сумматора, в -й узел суммироваНия введен третий элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,выход которого соединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-го узла. суммирования, второй входкоторого соединен с выходом третьего элемента И -го узла суммирования, второй вход которого соединенс первым входом четвертого элементаИ -го узла суммирования и выходомчетвертого элемента И (-1)-го узласуммирования, первый вход четвертогоэлемента И первого узла суммирования соединен с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ нулевого узласуммирования, выход элемента И нулевого узла суммирования соединен спервым входом второго элемента И первого узла суммирования, выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ -го узла суммирования соединен с первымивходами третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ -го узла суммирования и свторыми входами вторых и четвертыхэлементов И д-го узла суммирования,вход переноса сумматора соединен свторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ нулевого узла суммирования, выход четвертого элемента И1580349 Составитель Н.МаркеловаТехред Л.сердюкова Корректор С.Черни Редактор Н.Рогулич фФееиЗаказ 2012 Тираж 565 ПодписноеБНИИПИ 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(М)-го узла суммирования соединенс вторым входом элемента И узла переноса, первый.вход второго элемента1 И -го узла суммирования соединен свторым входом третьего элемента ИСКЛЮЧАКЦЕЕ ИЛИ -го узла суммирования.