Троичный сумматор

Союз СоветскихСоцнапнстнческнхРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 953637(5 )М. Кд,О 06 Г 7/49 Ьеудерстюиый комитет СССР ае аелам изобретеиий и отерытиВ(54) ТРОИЧНЫЙ СУММАТОР 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании сумматоров цифровых вычислительных устройств с троичной системой счисления.Известны троицные сумматоры, выпо 5 лненные на троицных логических элементах. Сумматор содержит шестнадцать троицных логических элементов 11.Однако известные троичные сумматоры имеют большие затраты оборудования.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является троичный сумматор, содержащий десять логических троичных элементов, причем первые входы первого и второго логических троицных элементов подклю чены ко входу первого слагаемого устройства, выход первого логического троичного элемента соединен с первым и вторым, а выход второго логического троичного элементас третьим и четьертым входами третьего логицеского троичного элемента, выход которого подключен к третьему входу четвертого логическоготроичного элемента, первый вход которого подключен к первому входу пятого логического троицного элемента,третий вход - к первому и четвертомувходам шестого логического троичного элемента, а выход - к первому ивторому входам седьмого и четвертому входу восьмого логических троичных элементов, выход пятого логического троичного элемента подключен ктретьему и четвертому входам седьмого логического троичного элементаи первому входу восьмого логическоготроицного элемента, второй и третийвходы которого подключены к первомувходу четвертого логического троич-,ного элемента, выход седьмого логического троицного элемента подключенк первому и четвертому входам девя:О того логического троичного элемента, второй и третий входы которого подключены к выходу восьмого логического троичного элемента, а выход явля ется выходом суммы устройства, первый вход десятого логического троичного элемента подключен к выходу пятого, второй и третий входы - к выходу шестого, а четвертый вход - к выходу четвертого логических троичных элементов, выход десятого логического троичного элемента псдключен к первому входу четвертого логическог о троичного элемента и является выждали переноса устройства 2 .Однако известный троичный сумматор имеет большие затраты оборудования. Целью изобретения является упрощение сумматора.Указанная цель достигается тем, что в устройстве вторые входы перво. го и второго логических троичных элементов подключены ко входу второго слагаемого устройства, а выходы -к четвертым входам соответственнопятого и четвертого логических троичных элементов., а выход третьегологического троичного элемента соединен с третьим входом пятого логического троичного элемента, при этомчетвертые входы первого и второго ло гических троичных элементов подключены к тактирующему входу устройства.При этом экономится один троичныйлогический элемент на каждый разрядсумматора.15 .Сумматор выполнен на десяти элементах, каждый из которых выполняеттроичные операции, представленные втаблице.Укаэанные операции образуют функщ ционально полную систему логическихфункций и могут. быть реализованы наоснове троичных элементов (например,на ферритовых логических элементах).1, при этом передается сигнал навход 4 элементов 1 и 2. Импульсом первой Фазы второго такта отрицательный сигнал с элемента 5 передается на вход 4 элемента 7 и на вход 1 элемента 10, а отрицательный сигнал с элемента 6 - на вход 3 элемента 10, импульсом второй Фазы положительный сигнал с элементапередается на вход 1 элемента 3и на вход 4 элемента 5, отрицательный сигнал с элемента 2 - на вход 4 элемента 3, а отрицательный сигнал с элемента 7 - на вход 4 элемента 9,импульсом третьей фазы отрицательный сигнал с элемента 9 выходит изсумматора, образуя первый разряд суммы.Положительный разряд третьего раз ряда второго слагаемого подается на вход 2 элемента 1, при этом передается .сигнал на вход 4 элементов 1 и 2.Импульсом первой фазы третьеготакта отрицательный сигнал с элемента 5 передается на вход 4 элемента7 и на вход 1 элемента 10, импуль"сом второй фазы отрицательный сигнаЛс элемента 2 передается на вход 2элемента 3, а отрицательный сигнал с элемента 7 - на вход 4 элемента 9,импульсом третьей фазы отрицательныйсигнал с элемента 3 передается навход 3 элемента 4 и на вход 1 элемента 6, отрицательный сигнал с элемента 9 выходит из сумматора, образуявторой разряд суммы, а положительный сигнал переноса с элемента 10 передается на вход 1 элемента 4 и на вход 2 элемента 8.Импульсом первой фазы четвертого такта положительный сигнал с элемента 6 передается на вход 2 элемента 10, импульсом второй фазы положительный сигнал с элемента 8 передается.на вход 3 элемента 9, импульсом третьей фазы отрицательный сигнал сэлемента 9 выходит из сумматора,образуя третий разряд суммы, а положительный сигнал переноса с элемен"та 1 О передается на вход 1 элемента4 и на вход 2 элемента 8,Импульсом первой фазы пятого тактаположительный сигнал с элемента 4передается на вход 1 элемента 7.и навход 4 элемента 8, импульсом второйфазы положительный сигнал с элемента7 передается на вход 1 элемента 9,импульсом третьей Фазы положитель 5 953637 бНа фиг. 1 показана схема соединения элементов сумматора; на фиг. 2система тактового питания схемы сумматора (трехфазная), при этом каждыйследующий разряд слагаемого поступает на вход сумматора через три фазы(один такт) передачи информации поэлементам схемы.Тактовым импульсом первой Фазысчитывается с элементов 4-6, второй 1 Офазы - с элементов 1, 2, 7 и 8, третьей фазы - с элементов 3, 9 и 10.Разряды слагаемого поступают на входсумматора по шинам Х 1 и Х во времятактового импульса первой фазы. 15Первая шина тактового питания(фаза 1) соединена с четвертыми входами элементов 1 и 2 (в графическомизображении элемента - Т). Это означает, что на эти входы во время 20тактового импульса первой фазы каждого такта подаются сигналы, т.е. приотсутствии информации на шинах слагаемых Хл, Х 2 элементы 1 и 2 являются генераторами сигналов отрицательной полярности.Рассмотрим работу сумматора напримере суммирования двух положительных чисел 2. и 12.Первое слагаемое - число 2 в зОтроичной системе счисления с симметричным расположением цифр (+1,0-1)- где знак числа определяется знакомстаршего разряда, представляетсяотрицательным сигналом в первом разряде и положительным во втором. Второе слагаемое - число 12 представляется отсутствием сигнала в первом разряде и положительными сигналами вовтором и третьем разрядах. 40Отрицательный сигнал первого разряда первого слагаемого подается навход 1 элемента 2, при этом передается сигнал на вход 4 элементов 1 ли 2,Тактовым импульсом второй фазыпервого такта считывается информацияс элемента 1 и согласно логике работыэлемента, записанной в таблице,отрицательный сигнал с элемента1 передается на вход 2 элемента 3. Импульсом третьей фа-.зы положительный сигнал с элемента3 передается на вход 3 элемента 5и на вход 4 элемента 6,Положительный сигнал второго разряда первого слагаемого подается навход 1 а положительный сигнал второго слагаемого - на вход 2 элементаный сигнал с элемента 9 выходит из сумматора, образуя четвертый разряд суммы.Таким образом, цифры соответствующих разрядов суммы появляются ча выходе сумматора спустя один такт и три фазы с момента подачи их на вход сумматора.Предложенный сумматор позволяет также получить алгебраическую сумму 1 О отрицательных и разнознаковых чисел.Рассмотрена работа последовательного троичного сумматора.При построении параллельного троичного сумматора выход элемента 9 15 (шина сигнала суммы) соединяется с соответствующими входами элементов5 и 8 сумматора, а выход элемента 10 (шина сигнала переноса) - с одним из входов старшего разряда суммато ра (Хили Х)Использование предлагаемого троичного сумматора обеспечивает по сравнению с известными техническими решениями экономию оборудования. 25формула изобретенияТроичный сумматор, содержащий де- ЗОсять логических троичных элементов,причем первые входы первого и второ"го логичесКих троичных элементов подключены к входу первого слагаемогоустройства, выход первого логическоготроичного элемента соединен с первым и вторым, а выход второго логического троичного элемента - с третьим и четвертым входами третьегологического троичного элемента, выход которого подключен к третьемувходу четвертого логического троичного элемента, первый вход которогоподключен к первому входу пятогологического троичного элемента,третий вход - к первому и четверто- .му входам шестого логического троичного элемента, а выход - к первомуи второму входам седьмого и четвертому входу восьмого логических троичных элементов, выход пятого логического троичного элемента подключен к третьему и четвертому входам седьмого логического троичного элемента и первому входу восьмого логического троичного элемента, второй и третий входы которого подключены к первому входу четвертого логического троичного элемента, выход седьмого логического троичного элемента подключен к первому и четвертому входам девятого логического троичного элемента второй и третий входы которого подключены к выходу восьмого ло 1гического троичного элемента, а выход является выходом суммы устройства, первый вход десятого логического троичного элемента подключен к выходу пятого, второй и третий входы к выходу шестого, а четвертый входк выходу четвертого логических троичных элементов, выход десятого логического троичного элемента подключен к первому входу четвертого логического, троичного элемента и является выходом переноса устройства, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с це лью сокращения количества оборудования, вторые входы первого и второго логических троичных элементов подключены к входу второго слагаемого устройства, а выходы - к четвертым входам соответственно пятого и четвертого логических троичных элементов, а выход третьего логического троичного элемента соединен с третьим входом пятого логического троичного элемента, при этом четвертые входы первого и второго логических троичных элементов подключены к тактирующему входу устройства.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Соколов Т.Н, и Васильев Ф.Р. ферритовые логические элементы и узлы информационных систем, Л., "Ленинградская военная инженерная краснознаменная академия им, Я.ф. Можайского", 1970, с, 205-207, рис. 4.73.2. Рвторское свидетельство СССР 11 М 5339, кл. С 06 Г 7/49,;30.12.71 (прототип).