Накапливающий сумматор

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ щ 634276 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нительное к авт. свид-ву 21) 2426647/18 2 аявлено 30,11,(51) М. Кл Ц 06 Р 7/5 исае и Ле нием зая Государственный каннтет Совета Инннстров СССР оо делам нэооретеннн н открытий) Дата опубликования описания 28 .11,78 А, 1 х, 1 аумо Бакакчн, В. В. Мчтрофанс ч А, Н. Хромо(54) НАКАПЛИВ Устройство относится к области вычислительной техники и, в частности, может быть использовано в арифметических устройствах цифровых вычислительных машин.Известны накапливающие регистры, предназначенные для работы в арифметических устройствах ЦВМ, содержащие регистр слагаемого, регистр суммы, ключи передачи, логические элементы и формирователи переноса 11, 12.Недостатком указанных устройств является малое быстродействие, ограниченное задержками переноса, которые возникают при поразрядном сложении кодов, что ведет при большой разрядности накапливающих регистров к задержке переноса, которые могут достигать значительной величины. Наиболее близким аналогом является накапливающий сумматор, содержащий в каждом разряде триггер суммы, триггер полу- суммы, триггер переноса, элемент НЕ и элементы И - НЕ, причем нулевой выход триггера суммы подключен к первым входам первого и второго элементов И-НЕ, а единичный выход триггера суммы - к первым входам третьего и четвертого элементов И-НЕ,вторые входы второго и четвертого элементов И-НЕ подключены ко входу соответствующего разряда сумматора, которь 1 й через элемент НЕ подключен ко вторым входам первого и третьего элементов И-НЕ, нулевой вход триггера полусуммы подключен к выходам первого и четвертого элементов И-НЕ, а единичный вход к выходам второго и третьего элементов И-НЕ, нулевой вход триггера переноса подключен к выходам первого, второго и третьего элементов И-НЕ, а единичный вход - к выходу четвертого элемента И-НЕ, третьи входы первого, второго, третьего и четвертого элементов И-НЕ подключены к первой управляющей шине З. Недостатком этого устройства является наличие второго регистра переноса, что приводит к усложнению схемы и увеличению количества элементов, а также снижает надежность работы всего устройства. Введение второго регистра переноса значительно снижает быстродействие и надежность устройства, а также ограничивает разрядность, так как всличение разрядности приводит к увеличению времени выполнения операции.)Целью настоящего изобретения является увеличение быстродействия накапливающего сумматора,Указанная цель достигается тем, что. в каждый разряд его введены формирователь одновременного переноса, элемент неравиозначности и два дополнительных элемента И-НЕ, причем входы формирователя одновременного переноса подключены к единичным выходам триггеров полусуммы и переноса предыдущих разрядов и триггера переноса старшего разряда, входы элемента не- равнозначности подключены к выходу формирователя одновременного переноса и единичному выходу триггера полусуммы, а выход элемента неравнозначности - к первому входу первого дополнительного элемента И-НЕ, выход которого подключен к единичному входу триггера, суммы и первому входу второго дополнительного элемента И-НЕ, выход которого подключен к нулевому входу триггера суммы, управляющие входы формирователей одновременного переноса всех разрядов подключены ко второй управляющей шине, а вторые входы дополнительных элементов И-НЕ - к третьей управляющей шине. На чертеже представлена блок-схема накапливающего сумматора, выполненного согласно,ицному изобретению,Накапливающий сумматор состоит из триггеров суммы 1, 2, 3, соединенных с в,. - ходами соответств ющих дополнительных элементов И-НЕ 4, 5, 6, 7, 8, 9. Входы элемси - тов И-НЕ 4,6,8 соединены с выходами соответствуюиих элементов И-НЕ 5, 7, 9. Кроме того, входы элементов ИЕ 4, 5, 6, 7, 8, 9 соединены с управляющей шиной 1 О. Входы элементов И-НЕ 5, 7,9 соединены с выходами соответствующих элементов неравнозначности 11, 12, 13. Входы элементов неравнозначности 12, 13 соединены с выходами соответствующих формирователей одновременного переноса 14, 15. Выходы триггера полусуммы 16 соединены со входами элемента неравнозначиости 11, со входами соответствующих формирователей одновременного переноса 14, 15 и шиной переноса 17, Выход триггера переноса 18 соединен с входами формирователей одновременного переноса 14, 15 и шиной переноса 19. Выход триггера полусуммы 20 соединен со входом элемента неравнозначности 12, кроме того выход триггера полусуммы 20 соединец со входом формирователя одновременного переноса 15 и шиной переноса 21. Выход триггера переноса 22 соединен со входом формирователя одновременного переноса 15 и шиной переноса 23. Выходы триггера полу- суммы 24 соединены со входами элемента неравнозначности 13 и шиной переноса 25. Выход триггера переноса 26 соединен с шиной переноса 27. Шина переноса из старшего разряда 28 соединена со входом элемен 25 30 40 45 50 55 та церавиозиычности 1 и входами соответствующих формирователей одновременного переноса 14, 15. Входы триггера ио. мы 16 и триггера переноса 18 соединены с выходом соответствующих элементов И-НЕ 29, 30, 31, 32. Входы триггера полусуммы 20 и триггера переноса 22 соединены с выходами соответствующих элементов И-НЕ 33, 34, 35, 36, Входы триггера полусуммы 24 и триггера переноса 26 соединены с выходами соответствующих элементов И-НЕ, 37, 38,39, 40. Выходы триггера суммы 1 соединены со входами элементов И-НЕ 29,30, 31, 32. Выходы триггера суммы 2 соединены со входами элементов И-НЕ 33, 34, 35, 36. Выходы триггера суммы 3 соединены со входами элементов И-НЕ 37, 38, 39, 40.Выходы элементов НЕ 41, 42, 43 соединены со входами соответствующих элементов И-НЕ 29,31,33,35,37, 39, а входы элементов НЕ 41,42, 43 соединены со входами соответствующих элементов И-НЕ 30, 32, 34, 36,38,40. Управляющая шина 44 соединена со входами элементов И-НЕ 29 - 40. Работу устройства разберем иг примере третьего разряда. Число в двоичном коде поступает иг входы элементов И-НЕ 38. 40 и через ицвертор 43 ца входы элементов И-НЕ 37, 39. На вторые входы элементов И-НЕ 37, 38 поступает сигнал с нулевого выхода триггера суммы 3. На вторые входы элементов И-НЕ 39, 40 поступает синал с едичицного выходы триггера суммы 3. 1 ри поступлении положитсльного импульсного сигнала по управляющей шине 44 на третьи входы элементов И-НЕ 37 - 40 срабатывает один из четырех элементов, ца входах которого в этот момент оудут присутствовать ссе положительные сигналы. При этом возможна одна из четырех комбинации, возникающая при сло;кении двух одноразрядных двоичных кодов. При сложении двух единиц включается элемент И-НЕ 40 и устанавливает триггер полусум. ы 24 в состояние нуля, а триггер переноса 26 ц цостояние единицы. При комбинациях единица-ноль включается один из элементов И-НЕ 38, 39 и устанавливает триггер полусуммы 24 в состояние единицы, а триггер переноса 26 в состояние нуля. При нулевой комбинации оба триггера 24, 26 устанавливаются в нулевое состояние. После первого сложения, в рассматриваемом разряде, на входы формирователя одновременного переноса5 по шинам переноса 17, 19, 21, 23 будут поступать единичные и нулевые уровни с единициых выходов триггеров полусуммы 16, 20, с триггеров переноса 18, 22 предыдущих разрядов и по шине переноса 28 - со старшего разряда регистра. В результате на выходе формирователя 15 будет сформирован сигнал переноса, который поступает на прямой и инверсный входы элементы цсраииозцачцости 13, нг другие входы которогопоступают уровни с триггера полусуммы 24. При наличии единицы на выходе формирователя переноса 15 и нуля на единичном выходе триггера полусуммы 24, а также единицы на выходе триггера полусуммы 24 и нуля на выходе формирователя переноса 15 на выходе элемента неравнозначности 13 получается единичный сигнал, при комбинациях двух единиц или двух нулей на выходе элемента неравнозначности устанавливается нулевой сигнал, С приходом положительного импульса по управляющей. шине 1 О триггер суммы 3 через элементы И-НЕ 8, 9 устанавливается в положение, соответствующее сигналу на выходе элемента не- равнозначности 13, которое сохраняется до следующего цикла сложения, определяющее поступление управляющих импульсов по шинам 44, 1 О.Применение данного накапливающего сумматора в узлах вычислительной техники значительно сокращает время выполнения операций и повышает надежность работы, Упрощение схемы и сокращение числа элементов снижает стоимость устройства, габариты и вес, а также приводит к упрощению схемы управления накапливающим регистром. Это позволяет использовать устройство не только в вычислительной технике, а ггри построении различных автоматических систем и устройств контроля, где требуется производить суммирование двоичных кодов.Формула изобретенияНакапливающий сумматор, содеожащий в каждом разряде триггер суммы, триггер полусуммы, триггер переноса, элемент НЕ и элементы И-НЕ, причем нулевой выход триггера суммы подключен к первым входам первого и второго элементов И.НЕ, а единичный выход триггера суммы - к, первым входам третьего и четвертого элементов И-НЕ, вторые входы второго и четвертого элементов И-НЕ подключены ко входу соответств кщего разряда сумматора, который через элемент НЕ,подключен ко вторым входам первого и третьего элементов И -НЕ, нулевой вход триггера полусум мы подключен к выходам первого и четвертого эсеснтов И-НЕ, а единичный вход - к выходам второго и третьего элементов И-НЕ, ;1. евой вход триггера переноса полкаочс и к выходам первого, второго и третьего элементов И-НЕ, а единичный вход - к выходу четвертого элемента 10 И -НЕ, третьи входы первого, второго, третьего и четвертого элементов И-НЕ подключены к первой управляющей шине, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия сумматора, в каждый разряд его введены формирователь одновременного переноса, элемент неравнозначности и два дополнительных элемента И-НЕ, причем входы формирователя одновременного переноса подключены к единичным выходам триггеров полусрмы и переноса предыдущих раз рядов и триггеров переноса старшего разряда, входы элемента неравнозначности подключены к выходу формирователя одновременного переноса и единичному выходу триггера полусуммы, а выход элемента неравнозначности - к первом вход пепвого дополнительного элемента И-НЕ, выход которого подключен к единичному входу триггера суммы и первом входу второго дополнительного элемента И-НЕ, выход которого подключен к нулевому входу триггера сум- ЗО мы, управляющие входы формирователей одновременного переноса всех разрядов подключены ко второй управляющей шине, а вторые входы дополнительных элементов И-НЕ к третьей управляющей шине,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР362295 кл б 06 Р 7/38 19702. Авторское свидетельство СССР375645, кл. 6 06 Г 7/385, 1970.3. Авторское свидетельство СССРМ 242497, кл. С 06 Г 7/42, 1967.Те Ти швил дарственного кделам изобМосква, Ж.3П Патент,п 3035,ляал ПРедактор Д. МспурЗаказ 6763/470 НИИПИ осуо ставцтель В. Березкинред О. Луговая Корректор С. Шекмараж 784 Годписноемитета Совета Министров СССРетений и открьпийРауьцская наб., д. 45Ужгород, ул. Проектная, 4