Накапливающий сумматор

Союз Советски кСоциалистическихе еспубпик691,85 ОК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(61) Дополнительное к авт (22) Заявлено 21.06,76 ( свид-ву1) 2374864/18 - 2 М, Кл,6 06 Р 7/50 присоединением заявки М дарствениьй кеюетвтСССРделам изобретенийи вткрытей(23) Приоритет убликовано летень М 38) Авт В, И. Чер зобретени В. А. Золо 71) Заявител 4) НАКАПЛИВАЮ УММ мя суммильностью задержки жки и вре. логические в сумматое иэ-засуммирорээряды,ение акого йств ции л и х ы ы Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и может быть использовано при проектировании электронных цифровых вычислительных машин.Известен накапливающий сумматор параллель. ного действия для суммирования двоичных чи. сел, состоящий иэгрупп и содержащий в каждой 1 ой группе счетные триггеры, логический преобразователь и элементы задержки 111,Наиболее близким техническим решением к данному является накапливающий сумматор, содержащий в каждом разряде счетные триггеры и элементы ИЛИ 21, В таком сумматоре процесс суммирования складывается иэ нескольких последовательных операций: 1) сум 15мирования по модулю два, при котором про.исходит изменение состояний триггеров, на счетные входы которых поступили единичные, сигналы; 2) задержки единиц переноса с помощью элементов задержки для того чтобы закончились переходные процессы. в трйггерах при изменении их состояний; 3) переноса единиц в старшие разряды; 4) изменения состояний трттггеров, на счетный вход которых поступили единичные сигналы переноса,;рования при этом определяется длфронта переброса триггера, времеединицы переноса элементом задеменем задержки единицы переносами элементами при сквозном пер)старшие разряды,Существенным недостатком тра является его низкое быстроденевозможности совмещения операвания и переноса едтптицы в старЦелью изобретения является увбыстродействия сумматора. Это достигается тем, что в накапливающисумматор, содержащий и счетных триггеров(и - число разрядов сумматора) и злемен.тов ИЛИ, выходы которых подключены кдам соответствующих триггеров, дополнителвведены дешифратор и (2 п - 1) узлов группвого переноса, причем входные шины суммтора подключены ко входам дешифратора,ходы которого подключены к разрядным вдам узлов группового переноса, другие вхо691850011=х; соответствующий выход х; дешифратора 1, подключается непосредственно ко входу элемента ИЛИ 3 1-го разряда. Выполнение различных функций 011 одного и того же 1-го разряда а 5 может быть, вообще говоря, упрощено, чтои сделано при реализации трехразрядного на.капливающего сумматора (фиг. 2), функциональная схема которого построена в полном ,соответствии с приведенными функциями воз 10буждения. В процессе функционирования этого сумматора трехразрядное двоичное число поступает на входы а 1, аг аз дешифратора 1, при эт 1 м возбуждается один из его выходов х, - хг, а следовательно, к содержимому15сумматора прибавляется соответствующее число.Рассмотрим работу сумматора на конкрет.ном примере, Пусть на обнуленный сумматор поступило число 2 (010), при этом с выхода дешифратора хг сигнал поступит только на20триггер 2 второго разряда через соответствующий элемент ИЛИ 3, На триггер 2 третьего разряда сигнал поступить не может, так как элемент И 6, на который поступает сигнал с хг не пропускает сигнала из-за того, что триггер 2 второго разряда находился в нулевом состоянии. В сумматор записывается чис.ло 010. Если же на вход снова поступит число, например, 3 (011), с выхода дешифратора сигнал хз через элемент ИЛИ 7 поступит на счетный вход триггера 2 первого разряда.Так как триггер 2 первого разряда находил.ся в нулевом состоянии, сигнал хз через элементы ИЛИ 7 и И 6 поступит на счетный вход триггера 2 второго разряда. Так как триггер 2 второго разряда первоначально на. ходился в единичноьб состоянии, на логическом элементе И 6 произойдет совпадение сигналов с единичного выхода триггера 2 второго разряда и сигнала хз, поступившего через эле.мент ИЛИ 7, и на счетный вход триггера 2 третьего разряда также поступит сигнал. Таким образом, все триггеры изменят свое состояние, и в сумматоре запишется число 5 (101), 45 что соответствует сумме 2 + 3. Аналогичносумматор работает при подаче на вход дешифратора 1 следующего двоичного трехразрядного числа, Выходом сумматора являются клем.мы А 1 Аг Аз й: 2 к + 2 с 1,которых соединены с выходами счетных триг.геров предыдущих разрядов, а выходы соедине.ны со входами элементов ИЛИ соответствующихразрядов.На фиг. 1 изображена функциональная схемнакапливающего сумматора; на фиг. 2 показана функциональная схема трехразрядного на.,капливающего сумматора (о=3) с реализацией узлов группового переноса на элементах Ии ЙЛИ,Накапливающий сумматор содержит дешифратор 1, счетные триггеры 2, элементы ИЛИ 3а также (2 п - 1) узлов группового переноса(на фиг. 1 показаны разрядные группы первого узла 4 группового переноса и (2 п)-гоузла 5 группового переноса).Принцип действия сумматора рассмотрим напримере трехразрядного накапливающего сумматора (фиг, 2),Выходные, шины сумматора а 1, аг, аз подключены ко входам дешифратора 1, выходыкоторого подключены ко входам семи узловгруппового переноса, реализованных на элементах И 6 и ИЛИ 7, Данные логические элементы соединены в соответствии с функциямивозбуждения счетных триггеров 2 каждогоразряда сумматора, В частности, при прибавлении единицы к содержимому сумматорафункции возбуждения триггеров имеют вид011 = х 01 г = х 1 Т 1 О,з = х 1 Т 1 Тг,где Т, и Тг - выходные сигналы счетных триггеров 2 первого и второго разрядов сумматора;0,1 - функция возбуждения 1-го триг.гера 2 при прибавлении к содержимоьгу сумматора единицы;х, - сигнал на первом выходе де.шифратора 1.При прибавлении к содержимому сумматорадвух функции возбуждения триггеров 2 имеютвид0Ог 1 0 Огг - хг Огз = хгТгПри прибавлении к содержимому сумматоратрех, четырех, пяти, шести и семи функциивозбуждения триггеров 2 имеют видОз 1 = хз Озг = хзТ 1 Озз = хз(Т 1 уТг04 Э = хеОЭ 1 = хб Обг = хбТ 1 Обз = хб (Т 1 ГТг) 50щ061 О Обг хб Об э хбТг071 = х 7 Огг = хгТ 1 Огз = хгТ 1 ТгМожно заметить, что выполнение разрядныхгрупп узлов группового переноса в каждомконкретном случае может быть упрощено, На пример, при значении Оц = О, соответствую:1 цая 1-ая разрядная группа 1.го узла группово."го переноса вообще отсутствует. При значении В и-разрядном сумматоре соблюдается следующая закономерность соединения его элементов, Счетный вход каждого триггера 2 соединен с выходом элемента ИЛИ 3. Входы каж. дого элемента ИЛИ 3 соединены с выходными каналами дешифратора 1, номера которых определяются соотношениемгде К - номер разряда сумматора, к которому относится элемент ИЛИ 3; ц О, 1, 2Так со входом элемента ИЛИ 3 первогоразряда соединяются выходы дешифратора 1с номерами 1, 1 + 2 х 1, 1 + 2 х 2 то есть 5. все нечетные выходы дешифратора, При К=2й = 2, б, 10, 14.Кроме того, входы каждого элемента ИЛИ 3 (исключая элементИЛИ 3 первого разряда) соединены с выходами 21" узяов г 1 уппового переноса, где 1 ОР - номер разряда сумматора. Входы каждого узла группового переноса соединены с выходами триггеров 2 предыдущих разрядов ивыходами дешифратора 1,Учитывая, что в дешифраторе сигнал задер.15живается на одном логическом элементе (элементы включены параллельно), а узел группового переноса содержит не более двух после-довательно включенных логических элементов,зообщее время одного цикла суммирования складывается из времени задержки сигнала на четырех последовательно включенных логическихэлементах и времени переходы триггера в про.тивоположное состояние.Таким обраом, быстродействие данногосумматора значительно выше быстродействияизвестных накапливающих сумматоров, и времясуммирования не зависит от числа разрядовсумматора, что дает возможность для примепения данного сумматора в современных вы.числительных устройствш,формула изобретенияНакапливающий сумматор, содержащий и .счетных трщтеров (и - число разрядов сумматора), и элементов ИЛИ, выходы которыхподключены к входамсоответствующих триг.геров, отличающийся тем,что,с целью увеличения быстродействия, сумматордополнительно содержит дешифратор и (2 п - 1)узлов группового переноса, причем входныешины сумматора подключены ко входам де.шифратора, выходы которого подключенык разрядным входам узлов группового переноса, другие входы которых соединены с вы.ходами счетных триггеров предыдущих разрядов, а выходы соединены со входами элементов ИЛИ соответствующих разрядов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР л 482739,кл. О 06 Р 7/385, 1973,2. Анисимов Б, В.и др. Основы теории ипроектирования ЭЦВМ. М., "Высшая школа",1970, с. 291-292 (прототип),б 91850 г езк Корректор Т. Скворцов актор С. Равва аказ 6217 ская наб д,Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 оставитель В. Б ехред Л,Алферо Тираж 780 ЦНИИПИ Государственног по делам изобретений