Параллельный сумматор с контролем по честности

О П И С А Н И Е691856ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сеез СоветекикСфциавктичееиикреспублик(61) Дополнительное к авт. св 2) Заявлено 18.01.7 (21) 2444538/18 - 2 06 Р 11/00 Об Г 7/385 присоединениеьт заявки М кяйяствевный мивтет СССР аа делам кзабретенлй в фткрмтвй(54) ПАРА ПО ЧЕТНОСТИ Р С КОНТРО НЫЙ СУМ= аппп ап+Ьп сИзобретение относится к области вычислительной техники, в частности к структурамцифровых арифметических устройств, контролькоторых организован по четности, я используемые сумматоры формируют разрядные переносы параллельным образом,Известны сумматоры, содержащие в каждомразряде схему образования параллельного пере.носа из разряда, включающую схемы форми.рования функций генерации и транзита пере.носа, выходы которых соединены со входамисобственно схемы образования параллельногопереноса Из разряда, на дополнительные входыкоторой поступают сигналы функций генерациии транзита переноса из предыдущих разрядов,а выход является выходом схемы образованияпараллельного переноса из разряда, схему суммы, входы которой соединены с выходамисхемы образовайия параллельного переноса изпредыдущего разряда и схем формированияфункций генерации и транзита переноса этогоже разряда 111Разрядные суммы при этом формирчотся воЬтветствии с выражением- соответственно функции генерации н транзита перено.са и-го разряда;Сп, - перенос из предыдущего(и) -го разряда;ап Ь - разрядные слагаемые,Недостатком известных сумматоров являетсяневозможность обнаружения ошибок, вызывае.мых неисправностью собственно схемы образования параллельных переносов из разрядов (схе.мы образования параллельных переносов эаисключ нием схем формирования функций Опи Тп), при организации их контроля по четности,Из известных сумматоров с параллельнымипереносами и контролем по четности наиболееблизким по технической сущности к иэобрете.нию является параллельный сумматор с контро.лем по четности, содержащий в каждом разря.де блок формирования суммы с функциональной зависимостью от переноса, причем первый,второй и третий выходы блока формирования56 4 3 6918 Параллельного переноса четных разрщов сумма. тора соедьщены соответственно с первым, вто. рым и третьим входом блока формированияМсуммы с функциональной зависимостью от переноса 2. 5Здесь при формировании разрядных сумм предполагается использование выражения ьЗп = ап.1 п Сп Сп, + 6 Сп Сп, +Тп С, Сп , + Тп Сп С , (2) 1 о что позволяет:- во-первых, применять в схемах суммы ипереносов общие схемы формирования функций генерации и транзита переноса;- во вторых, обеспечить высокое быстродействие (разрядная сумма по Сп переносу форми.руется в три уровня),К основным недостаткам следует отнести:- относительно низкий уровень контролясобственно схем образования параллельных пе.реносов из разрядов (в 50% случаев эти схемыне контролируются по четности).Действительно, так как булевы разностиот Зп и Зп+, сумм соответственно равны 1и Мп+1, то ошибка в образовании переноса невсегда будет обнаружена контролем по четности, вопреки распространенному мнению 121, алишь в случае равенства нулю полусуммыследующего разряда,- не позволяет организовать контроль схем,формующих инверсии Сп переносов,- использование в схеме суммы сумматорасхем, формирующих разрядные суммы в соответствии с выражением (2), требует увеличенияее оборудования примерно на 40% в сравнении с исходным вариантом (то есть, когдаразрядные суммы формйруются в соответствиис соотношением (1).Целью изобретения является повышение конт.ч40ролирующеи способности как за счет увеличе.ния процента обнаруживаемых ошибок, так иза счет сокращсния избыточного оборудования.Поставленная цель достигается тем, что вкаждый нечетный разряд сумматора введеныблок формирования поразрядной суммы, блок45формирования дублирующего переноса и блоксравнения, причем первый вход блока формирования поразрядной суммы соединен с первымвходом блока формирования дублирующего переноса и является входом устройства, первыйи второй выходы блока формирования парал.лельйого переноса нечетных разрядов соединенысоответственно со вторым и третьим входомблока формирования поразрядной суммы соответствующего разряда, третий выходблока формирования параллельного переноса каждого нечетно.го разряда соединен с первым входом соответ-ствующего блока сравнения и с четвертым входом 1 блока формирования суммы с функциональной зависимостью от переноса последующегочетного разряда, третий выход каждого четного блока формирования параллельного переноса соединен соответственно с первым входомблока формирования поразрядной суммы по.следующего нечетного разряда, первый и вто.рой выходы блока формирования параллельного переноса каждого нечетного разряда соединены соответственно со вторым и третьимвходом соответствующего блока формированиядублирующего переноса, выход которого соединен со вторым входом соответствующегоблока сравнения, выход блока сравнения является выходом устройства.Таким образом, сумматор построен с решетчатой функциональной зависимостью суммыот переноса, то есть, если Зп сумма зависитот переносов Сп и Сп, соответственно изсобственного и предыдущего разрядов и формируется в соответствии с выражением (2),что Зп+, и Зп, суммы зависят соответственно от Сп и Сппереносов в предыдущегоразряда и формируются согласно соотношению (1),В этом случае ошибка в образовании Сппереноса, вызванная любой неисправностью схемы образования параллельного переноса, будетобнаружена контролем по четности, так какбулевы разности дЗпlдСп и дЗп+1/ОСп всегдаравны единице, Ошибка же в формированииСп+, переноса будет всегда обнаружена контролем по четности, если она вызвана неисправностью только схемы формирования Оп+1или Тп, функции (так как разрядная сум.ма Зп+, = бп+, МТп,МСп не обнаруженаконтролем,как и визвестном сумматоре в50% случаев (в предлагаемом сумматоре,когда полусумма Нп следующего разряда рав.на нулю), если она вызвана неисправностьюсобственно схемы образования параллельногопереноса.Введение в сумматор и/2 (п.разрядностьсумматора) схем формирования дублирующихпереносов с их последующим сравнением сдублируемыми переносами позволяет органи.зовать полный контроль сумматора.На чертеже приведена структурная схемапараллельного сумматора сконтролем по чет.ности,Сумматор содержит в каждом разрядеблок 1 формирования параллельного переноса,блок 2 формирования суммы с функциональ.ной зависимостью от переноса в разрядах счетными номерами, входы 3 и 4 которогосоединены с выходами блока 1 формированияпараллельных переносов из собственного итшедыдущего разрядов, блок 5 формирования5 691856 6 поразрядной суммы в разрядах с нечетными номерами, вход 6 которого соединен с выходом блбка 1 формирования параллельного переноса из предыдущего разряда (для пер. вого разряда на этот вход поступает входной перенос сумматора Со).Блок 1 формирования параллельного пере 1 носа из разряда в каждом разряде содержит элемент И 7 и элемент ИЛИ 8, которые вы. полняют функцию генерации и транзита пере. носа, соответственно выходы которых соединены со. входами узла 9 формирования пара. лельного переноса из разряда, на дополнительные входы 10 которого поступают сигналы функций генерации и транзита переноса из предыдущих разрядов, а выход является вы ходом блока 1 формирования параллельного переноса из разряда.Дополнительные входы 11 и 12 блоков 2(5) в каждом разряде соединены с выходами элементов И 7 и ИЛИ 8 формирования функщп 4 генерации и транзита переноса этого же разряда,Сумматор содержит в разрядах с нечетными номерами блок 13 формирования дублирующего переноса, входы которого соединены выходами блока 1 формирования параллельного переноса из предыдущего разряда эле. мента И 7 и элемента ИЛИ 8 формирования функций генерации и транзита переноса этого же.разряда, а выход подключен к первому входу блока 14 сравнения, второй вход бшибка, нечетный, например 1.й, так как она может вызвать ошибку в разряддой сумме Й (случай необнаружения ошибки), а может и не вызвать ошибку в разряде суммы (случай обнаружения ошибки) . В нечетных разрядах ошибка в работе уз.па 9 будет обнаружена в результате сравнениявыхода сигналов на выходе блока 1 с выхо.дом блока 13 формирования дублирующего 10 переноса блоком 14 сравнения которого соединен с выходом блока 1 форми. рования параллельного переноса из этого жеразряда.Сумматор работает следующим образом,Пусть ошибка в образовании параллельного на неисправностью элемента И 7 формирования функции генерации или элемента ИЛИ 8транзита переноса. Тогда эта ошибка обязательно вызовет ошибки в формировании 81и 8, сумм, что будет обнаружено контролемпо четности, так как общее число ошибок вразрядах суммы и переноса нечетно. Распространение же ошибки переноса С 1 вдоль разрядов сумматора не нарушает условие нечетности общего числа ошибок в разрядах суммыи переноса. Если же ошибка в образованиипараллельного переноса вызвана неисправностьюузла 9 формирования параллельного переносаиэ разряда, то она будет обнаружена контролем по четности, если номер разряда сумма-.тора, в котором произошла ошибка, четный,например 2-й, так как она при этом вызоветошибки в разрядных суммах 8 и 8 не всегда будет обнаружена контролем по четности,если номер разряда, в котором произошла ром блока формирования поразрядной суммыпоследующего нечетного разряда, первый и вто.рой выходы блока формирования параллель. Таким образом, введение в параллельныйсумматор с контролем по четности в разрядахс нечетными номерами и/2 блоков формирования дублирующих переносов и/3 блоков сравнения и и/2 блоков формирования поразрядной суммы позволит обнаруживать контролемпо четности все сочетания ошибок, вызывае.мые одщгочной неисправностью сумматора,го Формула изобретенияПараллельный-сумматор с контролем по четности, содержащий в каждом разряде блокформирования параллельного переноса, каждыйчетный разряд содержит блок формирования25суммы с функциональной зависимостью от пе.с реноса, причем первый, второй и третий выхо.ды блока формирования параллельного переноса четных разрядов сумматора соединены соответственно с первым, вторым и третьим входом блока формирования суммы с функциональной зависимостью от переноса, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияконтролирующей способности сумматора, вкаждый нечетный разряд сумматора введеныблок формирования поразрядной суммы, блокформирования дублирующего переноса и блоксравнения, причем первый вход блока формиро. переноса, например, иэ 1-го разряда С вызва- вания поразрядной суммы соединен с первымвходом блока формирования дублирующего4 Опереноса, первый вход блока формированияпоразрядной суммы первого разряда являетсявходом устройства, первый и второй выходыблока формирования параллелыгого переносанечетных разрядов соединены соответственно45со вторым и третьим входом блока формирования поразрядной суммы соответствующегоразряла, третий выход блока формированияпараллельного переноса каждого нечетного раз.50ряда соединен с первым входом соответствую.щего блока сравнения и с четвертым входомблока формирования суммы с функциональной зависимостью от переноса последующегочетного разряда, третий выход каждого четного блока формирования параллельного йере.55носа, соединен соответственно с первым вхо. Скворцова Тираж 780 ЦНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Подписноета СССРтий комит и и откр ская наб д,илиал ППП "Патент", г, Ужг Проектная, 4 ород,7 691856 8Його переноса каждого нечетного разряда сое- Источйики информации,динены соответственно со вторым и третьим принятые во внимание при экспертизевходом соответствующего блока формирования 1. Селлерс С, Методы обнаружения ошибокрублирующего переноса, выход которого сое- в работе ЭЦВМ. М"Мир", с. 118 - 119, 1972,динен со вторым входом соответствующего бло; з 2, Селлерс Ф, Методы обнаружения ошибокка сравнения, выход блока сравнения является в работе ЭЦВМ. М. "Мир",;. 127 - 130, 1972выходом устройства. (прототип) .