Накапливающий двоичный сумматор

Союз СоветскихСоцкалнстическкхРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(088. 8) Опубликовано 070382. Бюллетень Мо 9 Дата опубликования описания 0703.32 Г.ф. Нестерук, В.ф. Нестерук и В.И. Пот пов(12) Авторы изобретения Омский политехнический институт(54) НАКАПЛИВАЮЩИЙ ДВОИЧНЫЙ СУММАТОР Буквами Х-Хр и У -Ур обозначенысоответствующие разряды первого ивторого операндов, буквами Сл-Сесоответствующие разряды результата3 О суммирования (р - младший разряд). Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь. -зовано при построении устройств переработки дискретнойинформации нацилиндрических магнитных доменах(ЦМД).По основному авт . св, Р 766017известен накапливающий двоичный сумматор (НДС), содержащий магнитоодноосную пленку, на поверхности которойрасположены логические элементы (ЛЭ)И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ по числу разрядовоперандов соединенные с основнымидинамическими ловушками (ДЛ) ЦМДосновные аннигиляторы ЦМД и токовуюаппликацию 1 .Недостатком известного НДС является невысокое быстродействие.Цель изобретенйя - повышение быстродействия Ндс,Поставленная цель достигается тем,что он содержит генератор и дополнительные аннигиляторы ЦМД, компрессор ЦМД иэ дополнительных ДЛ ЦМДпо числу разрядов операндов и датчиксчитывания ЦМД, подключенный ковсоду усилителя считывания, каждаядополнительная ДЛ компрессора ЦМДмагнитосвязана с первым входом ифункциональным выходом И соответствующего ЛЭ И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а также с соответствующим дополнительным аннигилятором ЦМД, генератор ЦМД соединен со входом компрессора ЦМД, ныход которого магнитосвяэан с датчиком считывания ЦМД, выход усилителя считывания соединен с токовой аппликацией.На чертеже изображена блок-схема предлагаемого НДС. НДС содержит магнитооднооснуюпленку 1 с ЦМД 11, на поверхностикоторой расположены ЛЭ Р-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 111 по числу разрядов операндон, 15 основные аннигиляторы ЦМД 1 Ч, токовая.аппликация Ч, иницирующая выводинформации из НДС, основные ДЛ Ч 1,а также генератор доменов Ч 11,. компрессор Ч 111,образонанный нз дополнительных дЛ 1 Х, каждая из которыхсоединена с соответствующим дополнительным аннигилятором доменон Х,датчик считывания Ц 1 Я Х 1 и усилительсчитывания (УС) Х 11.2510 рандов тривиален,вследстние чего нерассматривается.Как уже отмечалось выше, процесс )5 суммирования в предлагаемом НДС оканчивается в момент времени, когца вканале распространения переносов3", 4 , 1, 2 не присутствует ниодного ЦМД-переноса, В зависимостиот сочетания информационного содержания разрядов операндов быстродействие НДС при сложении Р-разрядныхоперандов изменяется в пределах от2 до Р+1 такта. Другими словами,если организовать н НДС асинхронныйрежим работы, его производительность возрастает вдвое. ГенераторЦМД Ч 11, наличия с третьего такта,прошедшего с момента поступленияинформационных доменов первого опейранда в позиции 1 , генерирует в течение каждого последующего тактаЦМД, поступающие по каналу 1 , 2 наввход компрессора Ч 111. Компрессор всхеме НДС играет роль ЛЭ И-НЕ, входными логическими переменными которого являются ЦМД-переносы базового НДС. Наличие хотя бы одногоЦМД-переноса, например, иэ К-го в(К) -ый ЛЭ И-ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ, и его 40 продвйжение из позиции 4 ш в позицию 1 соответствующего участка канала распространения переноса понлечет за собой выталкивание доменаиз позиции 4, соответствующей до полнительной ДЛ 1 Х в позиции 5 ц, 2и приводит к разрыву доменной цепочки компрессора Ч 111, В этом случаесдвиг ЦМД в компрессоре иэ позиций5 дополнительных ДЛ в позиции 2наблюдается только до места первогоот генератора доменов разрыва, нкотором ЦМД, сдвинутый в позицию 2выталкивает домен, поступивший н позицию 2 ш, в канал 2 ц -Зф, оканчивающийся дополнительным аннигиляторомХ, а сам занимает опустевшую дополй нительную ДЛ, вернув компрессор иисходное состояние. При этом на выходе компрессора, магнитосвязанном сдатчиком считывания Х 1 ЦМД не появляется. Отсутствие ЦМД-переносовв канале распространения переносовне нарушает целостности цепочки ЦМДкомпрессора и домен от генератораЦМД Ч 11 поступает на выход компресЦифрами 1 - 5, 1 - 5 , 1" -5", ун 5 н 11 -5". обозначены позиции, занимаемыеЦМД во время работы сумматора.Предлагаемый НДС работает следующим образом,По параллельным входным каналам в 5сумматор поступают операнды ХХ Хр и У , , УУрпричем старшие разряды продвигаются по каналам Х и У . Через четверть такта, прошедших с моментапоступления опрандон и позиции 1и 1 , оба слагаемых сводятся раз -ряд к разряду на расстояние, достаточное для взаимодействия ЦМД нодноименных разрядах (поэиции 2 и2 ), В результате взаимодействиядоменов через три такта в позиции 4ДЛ образуется результат поразрядного суммирования по модулю два, а впозициях 4 ц и 4 ш - конъюнкция содержимого одноименных разрядов, причем н позициях 4 н неиспользуемыеЦМД переносов уничтожаются при возбуждении основного аннигилятора 1 Чи не проходят на выходы сумматораС Ср, а из позиций4 ЦМД переносов К-х разрядов НДСпо каналам 1 - 2 поступают напервые входы (К)-х ЛЭ И-ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ, где н течение следующеготакта сложения взаимодействуют с результатом поразрядного суммирования по модулю дна, находящимся и.основных ДЛ Ч 1, и образуют в нихрезультат второго суммирования помодулю дна, а в позициях 4 к и 4переносы в более старшие разряды.Процесс суммирования заканчиваетсяв момент нремени, когда в выходныхканалах 2, Зц, 4 нне остаетсяЦМД-переносов. При этом результатсложения хранится в основных ДЛ Ч 1,откуда он может быть считан из позиции 2 при возбуждении токовой аппликации Ч. ЦМД результата сложенияпродвигаются по выходным каналам 2,3", 4 к, 5 ц и поступают в каналы вывода реэультата С, С .СрПроцесс образования результатасложения и переноса в старший разрядрассмотрим подробно на примере сумкиронания К-х разрядон операндов. Вмомент времени, когда ЦМД, соответствующий К-му разряду первого операнда, поступает в позицию 1 К-гоРазряда НдС, цМд, соответствующийК-му разряду второго операнда, поступает в позицию 1 на крестообразноаппликации. Отслеживая полюса аппликаций, возникающие под действиемуправления, вышеупомянутые ЦМД перемещаются по каналам 1 , 2 и 1,2 идостигают позиций 1 и 2 соответственно, из которых за счет взаимногоотталкивании переходят н выходныеализуя тем самым единицу переноса н старший разряд и ноль н основнойДЛ 2-5.Если в одном из двух К-х раэрядов операндон ЦМД отсутствует, то прис.тствующий н К-ом разряде другого операнда ЦМД, не испытывая отталкинающего воздействия, из позиции 2 (или 2 ) через половину такта поступает в позицию 4 основной ДЛ, реализуя тем самым единицу поразрядной суммы по модулю два и ноль переноса в старший разряд. Случай с двумя нулями н К-х разрядах опесора в дополнительный аннигилятор Х,Проходя под датчиком считывания ХХ, ЦМД вызывает. кратковременное изменение напряжения на входе УС ХХХ, что влечет эа собой импульс тока в токовой аппликации Ч, которая иницирует вывод результата суммирования иэ основных ДЛ НДС в каналы С 4 С, Ср. Сумматор находится в исходном состоянии и готов для ввода новых операндов.формула изобретенияНакапливающий двоичный сумматор по авт св, 9 766017, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия сумматора, он содержит генератор и дополнительные аннигиляторы цилиндрических магнитных доменов, койпрессор цилиндричес ких магнитных доменов иэ дополнительных динамических ловушек цилиндрических магнитных доменов по числу разрядов операндов и датчик считывания цилиндрических магнитных доменов, подключенный ко входу усилителясчитывания, каждая дополнительнаядинамическая ловушка компрессора ци-линдрических магнитных доменов магнитосвязана с первым входом и Функ"циональным выходом И соответствующего логического элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а также с соответствующим дополнительным аннигиляторомцилиндрических магнитных доменов,генератор цилиндрических доменовсоединен со входом компрессора цилиндрических магнитных доменов, выходкоторого магнитосвязан с датчикомсчитывания цилиндрических магнитныхдоменов, выход усилителя считывания соединен с токовой аппликацией.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 766017 кл. Н 03 К 23/0015.08.78911730 оставитель Ю. Розентальехред Е.Харитончик Корректор Редактор Л. Пчелинска кшан каз 1149/51 ПИП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 фи Тираж 954 ВИИИПИ ГоСударственного комит пэ делам изобретений и откр 13035, Москва, Б, Раушская наб., Подписнта СССРтийд. 4/5