Параллельный сумматор с контролем по четности

пп 739535 Союз Советских Социалистических Республик) Дополнительное к авт, свид-ву 2) Заявле 180477 (21 нием заявки вано 05.06,80 2475859/18-24 06 Р 11/О 06 Р 7/38 н Государственный комите СССР по делам изобретений н, открытийрит ллетень М 42 и к 3) УД 81 .8 ата опубликования описания 05,06.80(71) Заявите ински 4) ПАРАЛЛЕЛЬНЬтй СУММАТОР С КОНТРОЛЕМ ПО ЧЕТНОСТИ 10 онтр Известен параллельный сумматор с контролем по четности, содержащий в каждом разряде схему суммы схему образования параллельного переноса из данного разряда, схему образования сквозного дублирующего переноса, схему сравнения, параллель.ного .и .сквозного дублирующего переносов, схему формирования четностй суммы, схему непосредственного предсказания четности суммы,. входы которой соединены с выходами схем образования параллельного переноса из всех разрядов, кроме старшего, а также с шинами значений четностей слагаемых и входного переноса сумматора, схему сравнения формируемой и непосредственно предскаэываемой четностей сумм 11.30 мИзобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено при разработке быстродействующих арифметических устройств, контроль которых организован по четности, а используемые сумматоры образуют разрядные переносы параллельно-последовательным, параллельно-параллельным либо параллельным способами. Основным недостатком такого сум- матора является влияние схемы контроля на временной цикл сумматора, так как непосредственно предскаэы-, ва 6 мая четность суммы получается позже, чем сам результат (сумма), что приводит к увеличению цикла суммирования, Это нежелательно для высокоскоростных сумматоров.Наиболее близким по технической сущности к данному сумматору является параллельный сумматор с к олем по четности, содержащий первый блок сравнения, блок предсказания четности, блок формирования четности суммы, а каждый разряд су матора, кроместаршего разряда, содержит блок Формирования параллельного переноса, элемент И, элемент ИЛИ, блок формирования поразрядной суммы, старший разряд сумматора содержит блок формирования параллельного переноса, элемент И и элемент ЙЛИ причем первые выходы блоков Формирования поразрядной суммывсех разрядов, кроме старшего, соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока предсказания четности, четвертый и пятый входы блока предсказания точности являются соответственно первым и вторымвходами сумматора, вторые выходыблоков формирования поразрядной сум. мы всех разрядов, кроме старшего, соединены соответственно с первЫм, вторым итретьим входами блока формирования четности суммы, выход которого соединен с первым входом перного блока сравнения, первый выходблока предсказания четности соеди-ней со вторым входом первого, блокасравнения, выход которого являетсяпервым выходом сумматора, выходы элементов И и ИЛИ каждого разряда соединены соответственно с первым и вторым входами блоха формирования парал- .лельного переноса соответствующегоразряда, выход блока формированияпараллельного переноса старшегоразряда является вторым выходом сумматора, выходы элементов И и ИЛИ каждого разряда сумматора, кроме старшего, соединены. соотнетстненно с первыми вторым входами блока Формирова- .ния йоразрядяой суммы соответствую"щего разряда, выход блока Формирования параллельного переноса каждогоразряда, кроме двух старших разрядов,соединен с треть ж вхоцом блока Формирования поразрядной суммы последующего разряда, третий вход блока формирования пораэрядчой суммы первогоразряда соединен с третьим входомсуМматора и с шестым входом блокапредсказания четкости 12).Основными недостатками эого сумматора являются:Необходимость дублирования перейоса иэ старшего разряда сумматора(выходного переноса) с последующимего сравнением с дублируюшим переносом. Это особенно нежелательно припостроении параллельно-последовательных и параллельно-параллельныхсумматороЬ, так как требует большихзатрат контрольного оборудования.Схема косвенного предсказания четности суммы не позволяет организовать правильное предсказание четности суммы так как н известномчетырехразрядном сумматоре 12) длякосвенного предсказания четностисуммы используется следующее выражение (возрастание индексов прибуквенных обозначениях принято внаправлении возрастания весовыхкоэффициентов сумматора):Р РЧ Р, Ч.Р Ч.К,где РВ.у рь - четности входных слагаемых А и В;.Р =о Ч-со Ч 5 , с ч4- предсказываемая четяостьсобственных переносовсумлатора (С, : О);к=С Т +Т С - корректируюшйй фактордля предсказынаемой чет-ности собственных переносов сумматора по входному переносу С с,:оьТ-а.ь- функции соответственногенерации и транзитапереноса для-го разряда сумматора;разрядные слагаемые,"И =б М 1- полусумма-го разрядаСднако применение выражения для коррекции предсказываемой четности собственных дереносон сумматорапо входному переносу во многих случаях не позволяет организовать пра 35 вильное предсказание четности суммы, Например, если производитсясложение чисел А " 0001 (Р = 1) иБ = 0001 (Р = 1), причем С - 1, тоР : О, так как Ь г 0011, йо пред;щ сказынаемая четяость Р" : рМ 1%0=1Ртт. е.Цель изобретения - повышение достоверности контроля параллельного сумматора,2 д Это достиГается тем, что н сумматор введен второй блок сравнения,блок Формирования четности результата,старший разряд .сумматора содержит,блок форМиронания поразрядйой суммы с функциональной зависимостью отлереяосов, причем выход блока формирования параллельного переноса старшего разряда соединен с первым входомблока формирования поразрядной суммыс Функциональной зависимостью отпереносов, выход которого соединен с.четвертым входом блока Формирования,четкости суммы, выход элемента ИЛИстаршего разряда соединен сб вторымвходом блока Формирования поразряднойсуммы с Функциональной.зависимостьюот переносов, третий вход которогосоединен с выходом блока формированияпараллельного переноса предыдущегоразряда, выход блока формирования45 параллельного переноса всех разря-.дов, кроме старшего, соедийен соответственно с первым, вторым и третьимвходами блока формирования четностирезультата, четвертый и пятый входы5 О которого соединены соответственно стретьим входом сумматора и со вторымвходом блока предсказания четности,выход блока формирования четностирезультата соединен с первым входомвторого блока сравнения, выход которого является третьим выходом сумматора выход блока Формирования четностй суммы соединен со вторым входомвторого блока сравнения.На чертеже приведена схема паралеО лельного сумматора с контролем почетности (для определенности рассматривается четырехразрядный сумматор).Сумматор содержит в каждом разряде элемент И 1 и элемент ИЛИ 2, блок5 3 Формирования параллельного перено739535 50 60 са из данного разряда, входы которогосоединены с выходами элемента И 1и элемента ИЛИ 2, блок 4 Формированияпоразрядной суммы, входы которого соединены с выходами элемента И 1, элемента ИЛИ 2 и выходом блока 3 Формирования параллельного переноса иэпредыдущего разряда, блок 5 предсказания четности, в состав котороговходят узел б косвенного предсказаниячетности, узел 7 предсказания четности полусуммы, узел 8 предсказаниячетностей переносов сумматора, узел9 коррекции четности переносов сумматора, блок 10 формирования четностирезультата, который состоит иэ узла11 формирования четности переносов иузла 12 непосредственного предсказания четности суммы, блок 13 форми-рования поразрядной суммы с Функциональйой зависимостью от переносов,первый блок 14 сравнения, блок 15 20формирования четности суммы, второйблок 16 сравнения.Сумматор работает следующим образом,Предположим, что возникла ошибка 25в формировании функции генерации илитранзита переноса для 1-го разрядасумматора Эта ошибка всегда будетобнаружена путем сравнения сигналов,подаваемых на вход второго блока 16 30сравнения формируемой и непосредственно предскаэываемой четкостей суммы,так как она вызовет Ошибку либо только на выходе блока 4 в данном разряде, либо ошибку на выходе блока3 формирования параллельного переноса иэ данного разряда и ошибки навыходах блока 4 в данном и последующем разрядах сумматора. Распространение же ошибки вдоль разрядов сумматора всегда приведет к нечетномучислу ошибок в разрядах суммы и переноса, что будет обнаружено контролем по четности вторым блоком 16 сравнения. Так как блок 13 в старшемразряде сумматора построен по принципу Функциональной зависимости от переноса, т, е. согласно выражению Ь =1 Ч.с =о о с +т с мс ъ ъ ь зьй ъ а ъ 1 то контроль блока 3 формированияпараллельного переноса иэ старшегоразряда сумматора (выходного перенЬса) также осуществляется вторымблоком 16 сравнения. Таким образом,сравнение формируемой и непосредственно предскаэываемой четйостейсукины позволяет при данном построении сумматора организовать обнаружение ошибок, вызываемых одиНочнойнеисправностью: элемента И 1 формирования Функции генерации переноса элемента ИЛИ 2 формированияфункции транзита переноса, блока 4формирования поразрядной суммы,суммы любого из разрядов сумматора,Обнаружение же ошибок, вызываемыходиночной неисправностью блока 3формирования параллельного переноса из данного разряда, производитсяс помощью блока 14 сравнения Формируемой и косвенно предсказываемойчетяостей суммы, Для организации правильного косвенного предсказания четности суммы узел 9 Функционируетсогласно следующему логическому.выражению: Применение в сумматоре блока фор"мирования четности результата неснижает быстродействия сумматора,так как в качестве четности результата (при записи в процессорнуюпамять) исгользуется результат косвенного (ускоренного) предсказаниячетнос.и суммы,%Таким образом, параллельный сумматор позволяет сократить объемконтрольного оборудования, так какиз сумматора исключены схема дублирования переноса иэ старшего разряда и схема сравнения дублируемогои дублирующего переносов. Это даетнаибольший эффект при разработкесхемы контроля сумматора с параллельно-последовательным либо с парал"лельно-параллельным образованиемпереносов, т. е, когда сумматор разбивается яа группы и внутри групппереносы образуются параллельнымспособом, а между группами . - последовательньм либо параллельным способами. Здесь следует )тметить, чтообъем введенного в сумматор дополнительного контрольного оборудования,связанного с необходимостью организации непосредственного предсказания четкости результата, равенобъему исключенного из сумматораконтрольного оборудования, связанного с Формированием ",четности полусуммы. Кроме того, предложенныйсумматор позволяет организовать правильное косвенное предсказаниечетности суммы,Формула изобретения Параллельный сумматор с контролем по четности,.содержащий первый блок сравнения, блок предсказания четности, блок Формирования четности суммы, а каждый разряд сумматора, кроме стар" щего разряда, содержит блок формиро- . вания параллельного переноса, зле". мент И, элемент ИЛИ, блок Формирования поразрядной суммы, старший разряд сумматора содержит блок Формирования. параллельного переноса, элемент И и элемент ИЛИ, причем первые выходы739535 аказ 2926/43одписное ЦНИИПИТираж 751 П Патент,д, ул, Проектная,. 4 / Филиал г. Ужг блоков формирования поразряднойсуммы всех разрядов, кроме старшего,соединены соответственно .с первым,вторым и третьим входами блока предсказания четности, четвертый и пятый .входы блока предсказания точности 5= являются собтветственно первым и вторым входами сумматора, вторые выходыблоков формирования поразрядной суммы всех разрядов, кроме старшего,соединены соответственно с первым,вторым и третьим входами блока формирования четности суммы, выход которогссоединен спервым входом первого бло.ка сравнения, первый выход блокапредсказания четности соединен совторым входом первого блока сравненйя,. выходкоторого является первымвыходом сумматора, выходы элементовИ и ИЛИ каждого разряда соединены " "соответствейно с первйм-и"вт"орйм-входами блока формирования параллельного переноса соответствующего разряда, выход блока формированияпараллельного переноса старшего разрядаявляется вторым выходомсумматора,выходы элементов И и ИЛИ каждого разряда сумматора, кроме старшего, "соединены соответственно с первыми вторым входами блока формированияпоразрядной суммы соответствующегоразРяда, выход блока Формирования 30параллельного переноса каждого разря"да,"кроме двух старших разрядов,соединен с третьим входоМ блокаФормирования поразрядной суммы последующего разряда, третий вход блока З 5Формирования поразрядной суммы первого разряда соединен с третьим входом сумматора и с шестым входом блока предсказания четности, о т" л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью -повйшения достоверности контроля,в сумматор введен второй блок сравнения, блок формирования четностирезультата, старший разряд сумматорасодержит блок формирования поразряднойсуммы с функциональной зависимостьюот переносов, причем выход блока формирования параллельного переноса старшего разряда соединен с первым входом блока формирования поразрядной .суммы с функциональной зависимостьюот переносов, выход которого соединенс четвертым входом блока Формирования четности суммы, выход элемента.,ИЛИ старшего разряда соединен со вторым входом блока формирования поразрядной суммы с функциональной зависимостью от переносов, третий входкоторого соединен с выходом блока формирования параллельного переноса предыдущего разряда, выход блока формирования параллельного переноса всехразрядов, кроме старшего, соединенсоответственно с первым, вторым итретьим входами блока формированиячетности результата, четВертый и пятый входы которого соединены соответственно с третьим входом сумматора и со вторым выходом блока предсказания четности, выход блока формирования четности результата соединенс первым входом второго блока сравнения, выход которого является третьим выходом сумматора, выход блока,формирования четности суммы соединенсо вторым входом второго блока сравнения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Альперович Л.ЗМетоды дублирования цепи переноса сумматора приконтроле почетности.-Вопросы радио-электроники, сер. ЭВТ, 1970, вып. 1.2. Селлерс Ф. Методы .обнаруженияошибок в работе ЭЦВМ. М, "Мир", 1972,с. 130-13 б (прототип).Г