Конвейерный сумматор

подачи ства. тносится к вы и может быть роизводительнки информациировой обработк исли- споль ст" и в сиг" шение прного сумма ия- онве едена структо сумматорамиальная схема наяа е ржите яч мматор сод суммирующ рмационный нный вход(56) Авторское свидетеи 1190380, кл. 6 06 РАвторское свидетелМ 1018114, кл. С 06 Р 54) КОНВЕЙЕРНЫЙ СУИИАТОР57) Изобретение относится к вычислельной технике и может быть испольовано в высокопроизводительных устойствах обработки информации и встройствах цифровой обработки сигалов. Цель изобретения - повышениероизводительности конвейерного сум" Изобретение отельной техникезовано в высокопройствах обработустройствах цифналов.Цель изобретеизводительноститора.На фиг. 1 присхема конвейернофиг. 2 " функциомирующей ячейки.Конвейерный сменты 1 задержкики 2, первый, инфо.второй информацио 2матора. Для этого первый и втвход каждой -.й суммирующей ясоединен через -1 элементовки с соответствующими разрядаваго и третьего информационныустройства. Первый выход перенкаждой -й суммирующей ячейкинен с вторым входом Я+1)-й яча второй выход переноса - с четым входом (+2)-й ячейки. Выхдой суммирующей ячейки соединеответствующим разрядом выходаройства и пятым входом той жеКаждая ячейка содержит два однрядных сумматора, два элементаэлемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и чет0-триггера Производительностьшается за счет одновременнойдвух слагаемых на входы устрой1 з.п. ф-лы, 2 ил. ороичейкизадерж"ми перх входоосасоеди"ейки,тверод кажнссоустячейкиоразИ,ыре входы 6 и 7 управления, тактовый вход 8. Каждая информационная ячейка име" ет информационные входы 9 - 13 вход 14 управления, тактовый вход 15, выход 16 суммы и выходы 17 и 18 переноса.Элементы 1 задержки имеют входы ОО 19, выходы 20 и тактовые входы 21. СОКаждая суммирующая ячейка 2 со" .держит одноразрядные сумматоры 22 и Ф 23, элемент 24 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, . ф элементы 25, И 26, Р-триггеры 27 - 30Конвейерный сумматор осуществляет суммирование и вычитание пар операн" дов как с накоплением, так и без17=1 о г,Б 1=А+ В Б =+О 4 О Конвейерный сумматор работаетследующим образом.При подаче на первый вход 6 управления сигнала "Лог. 1" и на второйвход 7 управления сигнала "Лог,0"конвейерный сумматор работает в режиме параллельного накапливающегосумматора,В этом режиме происходит вычисление локальной суммы Б г, ш-разрядных исходных чисел.Вычисление суммы Босуществляетсяпо тактам, На первом такте работыконвейерного сумматора на первый информационный вход 3 поступает параллельный код первого числа А и одновременно на второй информационныйвход 4 поступает параллельный кодвторого числа В.В первой ячейке 2 происходит выполнение операции сложения и формируются значения сигналов суммы ипереносов.На втором такте работы конвейерного с."мматора на информационныевходы второй ячейки 2 поступают вторые разряды а и Ь чисел А и В, атакже значение переноса Р, а на ,0)информационные входы первой ячейки2 поступают первые разряды с 4 и йследующей пары чисел С и Р.На -"м такте работы на информа 2ционные входы первой ячейки 2 поступают первые разряды ч и И, последней пары исходных чисел 7 и И и наинформационном выходе 5 Формируетсязначение первого разряда суммы БНа (" л ш)-и такте работы конве 2йерного сумматора на информационныевходы ш-й ячейки 2 поступают разрядычи и последней пары исходных чисел Ч и И и на информационном выхо"де 5 формируется значение ш-го разряда суммы Б,На входы х-й (х 2) ячейки 2 кроме соответствукщих разрядов двух чисел поступают также одновременно сигнал переноса Р, из (-1)-й ячейки 2и сигнал переноса Р из (з.-2)-йячейки 2, а на выходах укаэаннойячейки 2 формируются сигнал суммы Б(з.+2)-ю ячейку 2Поскольку возможны переносы присложении чисел, поэтому для оконча 14588 4lнияоперации сложения г чисел, пред"ставленных в двоичной форме счисле"ния, необходимо продолжить работуконвейерного сумматора еще в течениетактов: где 1означает округление до ближай" 10 шего целого в большую сторону.Следовательно, разрядность и конвейерного сумматора для вычислениялокальной суммы Бь г, ш-разрядныхчисел равна:15 и: ш + Д = ш + Д 1 одг. В течение последнихтактов работы на разряды 31 3 первогоф 1) 2 О информационного входа 3 и на разряды 4,4, второго информационноговхода 4 должны поступать сигналы"Лог,О". В течение всех тактов работы конвейерного сумматора в этом режиме на разряды 3,3 первогоинформационного входа 3 и йа разря"ды 4,4 л второго информацион"ного входа 4 должны поступать сигна"лы "Лог.О".ЗОПри подаче на первый вход 6 управления и на второй вход 7 управлениясигнала "Лог.О" конвейерный сумматорработает в режиме сложения прямыхкодов входных чисел.В этом режиме происходит вычисление отдельных сумм ББ каждойпары г,п-разрядных исходных чисел: В 1-й ячейке 2 на (К+-1)-м такте работы происходит вычисление 1-го разряда суммы К-й пары исходных чисел (х=1,п, К = 1,г/2), причем указанное значение сохраняется в ячейках 2 только в течение одного такта.При подаче на первый вход 6 управления сигнала "Лог.О" и на второй вход 7 управления сигнала "Лог.1" конвейерный сумматор работает в режи-. ме вычитания кодов входных чисел.В этом режиме происходит выполне" ние,операции вычитания отдельных пар г,п-разрядных чисел.1714588 6 И =А-В И =С-П 2 И1 - Ч - Ъ 7. При реализации операции вычитанияп-й разряд каждой пары исходных чисел является знаковым разрядом.Уменьшаемое число подается в прямом коде на первый информационныйвход 3, а вычитаемое число - в обратном коде на второй информационныйвход 4 Сигнал "Лог. 1", поступающийна второй информационный вход первой ячейки 2, преобразует обратныйкод вычитаемого числа в дополнительный код и поэтому операция вычитания в конвейерном сумматоре заменяется операцией сложения в дополни"тельных. кодах.Работа конвейерного сумматора врежиме вычитания аналогична работесумматора в режиме сложения прямыхкодой входных чисел,Повышение производительности конвейерного сумматора достигаетсяза счет подачи на его входы в каждом,такте пары чисел, а не одного числа,как в известных аналогичных сумматорах. 1. Конвейерный сумматор, содержащий и суммирующих ячеек, где и-разрядность результата, и элементы задержки, причем первый информационный .вход каждой 1-й суммирующей ячейки, где= 1 п, соединен с 1-м разрядом первого информационного входа конвейерного сумматора через -1 последовательно соединенных элементов задержки, первый выход переноса каждой 3-й суммирующей ячейки, где 3 = 1п, соединен с вторым ин формационным входом (1+1)-й суммирующей ячейки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности, третий информационный вход каждой -й суммирующей ячейки, где ь=1п, соединен с -м разрядом второго информационного входа конвейерного сумматора через -1 последовательно соединенных элементов задержки, второй выход переноса 3-й суммирующей ячейки, где З = 1псоединен с четвертым информационным формула изобретения входом (3+2)-й суммирующей ячейки,выход суммы каждой суммирующей ячейки подключен к соответствующему разряду выхода конвейерного сумматора5и к пятому информационному входу тоиже суммирующей ячейки, входы управления всех суммирующих ячеек соединены с первым входом управления конвейерного сумматора, второй информа"ционный вход первой суммирующей ячей"ки - с вторым входом управления конвейерного сумматора, а четвертые инфор 1 мационные входы первой и второй 15суммирующих ячеек - с шиной нулевого потенциала конвейерного сумматора, тактовые входы всех суммирующих ячеек и элементов задержки под ключены к тактовому входу конвейерного сумматора.202. Сумматор по п. 1, о"т л ич а ю щ и й с я тем, что суммирующая ячейка содержит два одноразрядныхсумматора, два элемента И, элементНЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и четыре П-триггера,причем первый - третиЙ входы первого одноразрядного сумматора соединены соответственно с одноименными входами суммирующей ячейки, выход суммы 30 первого одноразрядного сумматора подключен к первому входу второго одноразрядного сумматора, второй входкоторого соединен с четвертым входомсуммирующей ячейки, а третий входс выходом первого элемента И, входыкоторого подключены соответственнок пятому входу и входу управлениясуммирующей ячейки, выход переносапервого одноразрядного сумматора сое- ,4 О динен с первыми входами второго элемента И и элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ,вторые входы которых подключены квыходу переноса второго одноразрядного сумматора, выход суммы которого 45 соединен с П-входом первого В-триггера, выход которого соединен с выходом суммы суммирующей ячейки, выход второго элемента И - с Р-входомвторого П-триггера, выход элемента 50НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ - с В-.входом третьего Э-триггера, выход которого подключен к первому выходу переноса суммирующей ячейки, выход второго Р-триггера соединен с Р-входом четвертогоВ-триггера, выход которбгб являетсявторым выходом переноса суммирующейячейки, тактовые входы всех Р-триггеров соединены с тактовым входомсуммирующей ячейки.1711588 ставитедь А.Степанов хреД Л,Олийнык едактор Н.Химч Корректор Л,Патаив т Г Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 Зака ИНЫМИ Тираж венного комите 113035, Москва Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР