Накапливающий сумматор

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Сотоз Советских Социалистицесиих Республик(2 1) М. Кл Р 7/50 ием заявкиприсо ственный оинтетИотрав С".СРлам нзобретеннйоткрытий Геохи Соев ВД Приоритет Опублико 25.10.77. Бтоллетень Хе 3 8 .3 Л (088 5) Дата опубликования описания.11.11.7, П, Стахов, А. В. Оводенк Авторыиэобретени аганрогский ститут им. В, Д, Калмы отехничес(54) НАКАПЛИВАЮЩИЙ СУММ ные шины соответствующих разрядов первого и второго слагаемых соединены спервым и вторым входами первого элемента ИЛИ данного разряда, выход которогоподключен к счетному входу триггера, ну-левой вход которого подключен к шине сбро-са, а единичный выход - к первому вхочду первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен ивыходу второго злемента И 31,Недостатком этого сумматора являетсяневозможность суммирования многоразрядных чисел, представленных в двоичной ффибоначчиевой" позиционной системе счисления.Целью изобретения является расширениефункциональных возможностей накапливающего сумматора, заключающееся в выполнении дополнительной фучкцин суммированиячисел, представленных в "фибоначчиевой"системе счисления,Это достигаетсяряд накапливающегомент сложения пого подключен к трет Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для параллельного суммирования многоразрядных двоичных .чисел.Известны параллельные накапливающиесумматоры, представляющие собой цепочкупоследбвательно связанных одноразрядныхсуМмирующих схем, количество которыхравно числу разрядов суммируемых чисел.Разрядные сумматоры связаны между собой Оцепями переноса из младших разрядов в старшие,Одноразрядная суммирующая схема содержит триггеры со счетным входом, элементы И, ИЛИ и линии задержки. К числу, хра ияшемуся в запоминающем устройстве, прибавляется слагаемое, подаюшееся на входнакапливающего сумматора. Полученная врезультате сумма заменяет хранившеесяранее число 1, 21,ЮНаиболее близким аналогом можетслужить накапливающий сумматор, каждый1 -ый разряд которого ( ( =11 тт) содержит триггер со счетным входом, элементыИ, ИЛИ и элемент задержки, причем вход тем, что в каждый раз . сумматора введен элемодулю 2, выход которо ьему входу первого эле 577528мента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, первый и второй входы элемента сложения по модулю 2 соединены соответственно с первым и вторым входами переноса . в данный раз 5 ряд сумматора и с первым и вторым входами второго элемента И, выход второго элемента ИЛИ подключен к входу элемента за-, держки, выход которого, являющийся выходом переноса в+1)-ый разряд сумматора, подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с управляющей шиной, а выход является выходом переноса в ( 1 -2)-ой разряд сумматора, единичный выход триггера со ц счетным входом является выходом суммы данного-го разряда.На чертеже показана функциональная схема 1 -го накапливающего сумматора.В ее состав входят триггер со счетным 20 входом 1, элементы И 2,3,4, элементы ИЛИ 5,6, элемент задержки 7, элемент сложения по модулю 2 входные шины 1 -ых разрядов первого . и второго 10 слагаемых,входы переноса из (-1)-го и ( 1 +2)ф 25 Го разрядов сумматора 11, 12, выход сумГмы 1 -го разряда сумматора 13, выходы.переноса в ( 1 +1)-ый и (-2)-ой разряды сумматора 14, 15, шина сброса 16, управляющая шина 17, 30Входные шины-ых разрядов первого 9 и второго 10 слагаемых подключены к первому и второму входамэлемента ИЛИ 5 третий вход которого соединен с выходом элемента сложения по модулю 2 входы 35 которого подключены к входам переносов изФ,( ) -1)-го и ( , +2)-го разрядов сумматора 11 и 12, которые подключены также к входам элемента И 2, выход которого соединен с входом элемента ИЛИ 6, другой 40 вход которого соединен с выходом элемента И 3, а выход - с входом элемента за держки 7, выход которого подключен к выходу61переноса в ( я, +1)-ый разряд сумматора 14 и к перв.му входу элемента И 4, дру гой вход которого подключен к управляющей шине 17, а выход - к выходу переноса в ( 1. -2)-ой разряд сумматора 15, Выход элемента ИЛИ 5 подключен к счетному входу триггера 1 и к входу элемента И 3, ЕдиЗ 0 ничный выход триггера 1 подключен к дру; гому входу элемента И 3 и к выходу суммы данного-го разряда сумматора 13 К нулевому входу триггера 1 подключена шина сброса 16.55В ффибоначчиевойф системе счисления любое натуральное число представляется в виде многочленаЦ О ср(4)+О 7(-Х)Ф.,+Сне(о), (Х)О ПРи 1 Опри=0 (2)9(1-3)ф ЧР(-2) при 1 0,Представление (1) называется нормальной формой представления, если оно получено путем разложенияи всех возникающих в процессе такого разложения остатковпо формуле. й = (7 (. 1) -ОгР ()где (7 ( 1 +1) и (1) задаются соотношением (2),Для нормальной формы представлениячисел в ффибоначчиевой" системе счисления,хааактерно наличие не менее одного нуляпосле каждой единицы, Например, нормальная форма числа 83 имеет видВесаразрядов 55 34 21 13 8 5 3 2 1 1 где 1, Нормаль ная формачисла 83 1 0 1 001 01 00Сложение двух цифр одноименных разрядовв двоичной "фибоначчиевой" системе счисления выполняется согласно следующей таблицец+ц =ц0+1=11+Ц =11+1=1001Если в ,данном разряде слагаемых имеются две единицы, то в "фибоначчиевой" двоичной системе счисления, наряду с переносом в следующий старший разряц, имеется,еще перенос в младший разряд, отстоящищот данного на два разряда, что вьпфекает,из рекуррентного соотношения,ч 6)+чеИ й-Ц+К)=р(н) чО).,Отсюда следует, что при сложении двух многоразрядных двоичных чисел, представленных в нормальной форме, возможна ситуация, когда в один разряд происходит двапереноса: один со стороны предыдущегомладшего разряда слагаемых, другой со стороны старшего, отстоящего от данного на дваразряда,Поступление одноГо переноса в разрядприводит к изменению состояния разряда наинверсное. Два переноса в один разряд неизменяют состояния разряда, но вызываютперенос из данного разряда в следующийстарший разряд и в младщий, отстоящий отданного на два разряда, Переносы из одногоразряда в другойпоступают с некоторойзадержкой по отношению к моменту из возникновения в данном разряде,Пример сложения двух чисел представгленных в "фибоначчиевой" системе счисле.ния, приведен в таблице,577528 Веса аз ов 34 21 13 8 5 3 О О 1-е слагаемое 1 О О 1 О О 1. О 2 е слагаемое 1 1 1 О 1 1 О 1 1 1 1 1 1 О О О Промежуточные суммы О 1 О О О О 1 О О О О О 1 О 1 О умма форм ирРяда,Ф о л а и рет 6 таблице стрелками показРаботает накапливающий сдующим образом,ФНа шину сброса 16 подается сигнал, покоторому триггеры 1 всех разрядов устанавливаются в нулевое состояние, Слагаемыеподаются на параллельные входы разрядовсумматора последовательно во времени. Причем временной интервал между поступлениемдвух чисел должен быть достаточный дляформирования сигнала переноса в разрядахсумматора и его передачи через элементызадержки 7. Время задеожки Ф. элемента задержки 7 должно превышатьдлительность40импульса записи слагаемого и максимальнуюзадержку переключения разрядного триггера вместе взятые,При сложении чисел, представленных в "фибоначчиевойф системе счисления, по управляющей шине 17 поступает сигнал, ко 45 торый разрешает прохождение импульсов переноса через элементы И 4.При наличии лишь одного переноса в любой л разряд на выходе элемента сложения по модулю 2 формируется единичный сиг 50 нал, который через элемент ИЛИ 5 поступает на счетный вход триггера 1, При этом состояние триггера 1 изменяется на инверсное,При одновременном поступлении двух входУ ных сигналов переноса в любогг, разряд накапливающего сумматора на выходе элемента сложения по модулю 2 формируется нулевой сигнал, который не изменяет состояния60 триггера 1, но при этом элементом И 2 1 О 1 О 1 я сигнал переноса из данного разПри сложении чисеп, представленных втрадиционной двоичной системе счисления,на управляющую шину 17 поступает сигнал,которым запрещается прохождение импульсов переноса в сторону младших разрядовчерез элементы И 4,Введение новых элементов и связей позволяет расширить функциональные возможности накапливающего сумматора, а именно выполнять операцию суммирования, двоичных чисел, представленных в "фибоначчиевой" системе счисления. Эта системасчисления обладает ошибкообнаруживаюцейспособностью при передаче, хранении чисели выполнении над ними арифметическихопераций. Накапливающий сумматор, каждыи ф, -ыгг разряд (= 1 - г ) которого содержит триггер со счетным входом, элементы И, ИЛИ и элемент задержки, причем входные шины соответствующих разрядов первого и второго слагаемых соединены с первым и вторым вхо- дами первого элемента ИЛИ данного разряда, выход которого подключен к счетному входу триггера, нулевой вход которого подключен к шине сброса, а единичный выход к первому входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход кото577528 Составитель В. БерезкинРедактор Н. Хлудова Техред А, Богдан Корректор М. Демчик Заказ 4186/36 Тираж 818 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рого подключен к выходу второго элементаИ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения функциональных возможнос-,тей сумматора, в каждый разряд его введенэлемент сложения по модулю 2, выход которого подключен к третьему входу первогоэлемента ИЛИ, выход которого соединен совторым входом первого элемента И, первыйи второй входы элемента сложения по модулю 2 соединены соответственно с первыми вторым входами переноса в данный разряд сумматора и с первым и вторым входами второго элемента И, выход второго элемента ИЛИ подключен к входу элемента задержки, выход которого, являюшийся выходом переноса в ( ь +1)-ый разряд сумматора,подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с управляющей шиной, а выход является выходом переноса в ( , -2)-ой разряд сумматора, единичный выход триггера со счетным входом является выходом суммы данного-го разряда. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССРМ 455340, кл. Ст 06 Р 7/50, 1974,2, Букреев И, Н, и др, Микроэлектронные схемы цифровых устройств, М.,"Сов, радио", 1975, с, 330, рис. 8,83. Каган Б. М. и др. Цифровые вычислительные машины и системы, М.,