Устройство для определения количества единиц в двоичном числе

(22) Заявле С 06 Г 5/О присоединением заявк Эстееххый кем 3)Приори вам взфбретенийй фтхрытий публиковано 23.01. 83. Бтоллетень(5 К 681.3 (088. 8) ликования описания 2,01,8 о 72) Авторы изобретения ин и С.А,. Стрем 7 ) Заявител(5 Ь ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ Оп Р ЕДЕЛЕНИЯКОЛИЧЕСТВА ЕДИНИЦ В ДВОИЧНОМЧИСЛЕ Изобретение относится к вычисли"тельной технике и предназначено дляподсчета количества единиц, содержа" щихся в двоичном числе.Известно устройство для параллель" ного счета количества единиц (нулей) в двоичном числе, которое содержит последовательно соединенные группы сумматоров, число которых 1 о 92 п (и- разрядность входного кода ) и, кромето того, в каждой группе содержится по и (2 М сумматоров с последовательным переносом (1М1 ос 1 и) Г 1 3.2Недостатком устройства является низкое быстродействие.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для преобразования кодов, содержащее в каждом разряде элемен" ты И и ИЛИ, причем входы каждого раз о ряда подключены к прямому и инверс" ному входам данного разряда устройства соответственно, выходы 1"го разряда устройства ( 1= 1,2и п, где л - число разрядов в кодо- . вом слове ) подключены к входам ( +1)- го устройства, выходы и-го разряда устройства подключены к одним из выхо. дов устройства и к входам элемен" тов ИЛИ, выходы которых подключены к другим выходам, устройства 1"2 .Недостатком известного. устройства является, невысокое быстродействие, определяемое количеством элементов, через которое входной сигнал проходит на выход ( для о = 3 количество эле" ментов, вносящих задержку " 5),Целью изобретения является повыше" ние быстродействия.Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения коли" чества единиц в двоичном числе, со держащее элементы И и ИЛИ, содержит .также элемент неравнозначности и де" шифратор, причем каждый рарряд уст" ройства содержит восемь элементов И, ,выходы которых соответственно под;ключены к входам элемента ИЛИ данного9914 3разряда устройства, выход которогоподключен к выходной шине данного раэ"ряда устройства, первые входы эле ментов И каждого разряда устройстваподключены к выходам дешифратора соответственно, первый выход элемента. неравноэначности подключен к вторымвходам первого, второго, третьего ичетвертого элементов И первого разря"да устройства, вторые входы пятого, 1 Ошестого, седьмого и восьмого элемен"тов И которого подключены к второмувыходу элемента неравнозначности,входы которого подключены к входамвходных элементов И, ИЛИ и к первой %и второй входным информационным ши"нам устройства соответственно, прямой выход входного элемента И подкла"чен к вторым входам первого элемен"та И второго разряда устройства и к 20вторым входам первого, в торого и третьего элементов И третьего разрядаустройства, инверсный выход входногоэлемента И подключен к вторым входамвторого, третьего и четвертого эле" эментов И второго разряда устройства,прямой выход входного элемента ИЛИподключен к вторым входам пятого,шестого и седьмого элементов И второго разряда устройства.и к второму 30входу четвертого элемента И третьегоразряда устройства, второй инверсныйвыход входного элемента ИЛИ подключенк второму входу восьмого элемента Ивторого разряда устройства, вторые Звходы пятого, шестого, седьмого ивосьмого элементов И третьего разря"да подключены к шине нулевого потен"циала устройства, третья, четвертаяи пятая входные шины которого подклю" 4 вцены к входам дешифратора соответст"венно,На чертеже приведена функциональная схема устройства для определвнияколичества единиц в двоичном числедля п =5,Устройство содержит входную шину 1устройства, элемент 2 неравнозначности, входной элемент И 3, входной элемент ИЛИ М,дешифратор 5,элементы И 6,элементы ЙЛИ 7, выходную шину 8 уст"ройства,Устройство работает следующим об" разомНа дешифратор 5 поступают три млад эф ших разряда исходного числаДешифра" тор преобразует двоичный код в пози" ционный и единичный потенциал, пояя" 09 аляющийся на одном иэ его выходов, по" ступает.на первые входы одноименнцх элементов И 6 каждого разряда. На пер" вом выходе элемента 2 неравнозначнос" ти единичный потенциал появляется при неравенстве четвертого и пятого разрядов исходного кода, на втором выходе - при равенстве. Первые выходы входных элементов И и ИЛИ соответст" вуют прямому значению выполняемой элементом функции, вторые " инверсному.Допустим, на входную шину 1 уст" ройства поступило число 11, в двоич-. ном коде 01011, Три младших разряда поступают на дешифратор 5, единичный потенциал формируется на четвертом выходе ( соответствующем числу 3 ) и поступает на первые входы четвертых элементов И 6 каждого разряда. Так как старшие разряды исходного числа не равны, то единичный потенциал формируется на первом выходе элемента 2 неравнозначности и через четвертый элемент И 6 и элемент ИЛИ 7 пер" вого разряда проходит на выходную ши" ну 8 первой разрядной группы. На второй вход элемента И 6 второго разряда поступает единичный потенциал с второго выхода элемента И 3 и, следовательно, на выходе элемента ЙЛИ 7 второго разряда также присутствует единичный потенциал. На втором входе элемента И 6 третьего разряда присутствует нулевой уровень с первого выхода элемента И 3 и, следовательно, на выходе этого разряда также нулевой уровень. На выходной шине 3 устройства фор" мируется двоичный код 011, соответст" вующий числу единиц в исходном коде, т.е. числу 3.Таким образом, данное устройство при определении количества единиц в двоичном числе при 11 5 имеет преиму" щество по отношению к известному уст" ройству, поскольку при подсчете коли" чества единиц в пятиразрядном коде информация в известном устройстве проходит через 9 логических элементов И, ИЛИ и составляетТ = 9 згде 1 " время задержки одного эле"мента.При использовании микросхем серии 133 Т= 198 нс. В данном устройстве информация проходит через 3 логичес". ких элемента, следовательноТ3= 66 нс5 991.0Особенно большой технико"эконоы" ческий эффект может быть при использовании стандартных мультиплексоров, например 133 КП 5. В этом случае максимальное время определения коли чества единиц в пятиразрядном двоич" ном числе составляет 36 нс.При построении схемы для большего числа и количество выходных разрядов еданного устройства определяется по Формулет = Ро игдеД обозначает наименьшее целое число, большее чем число элементов Ии15 в разряде 2 Формула и зобретения Устройство для определения коли" 2 З чества единиц в двоичном числе, со" держащее элементы И и ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены элемент неравнозначности и2 дешифратор, причем каждЫй разряд устройства содержит восемь элемен" тов И, выходы которых соответственно подключены к входам элемента ИЛИ дан" ного разряда устройства, выход кото-, ЗО рого подключен к выходной шине данного. разряда устройства, первые входы элементов И каждого разряда устройст" ва подключены к выходам дешифратора соответственно, первый выход элемен" зз та неравнозначности, подключен к вторым входам первого, второго, треть" его и четвертого элементов И первого разряда устройства, вторые входы пя" 9 6того, шестого, седьмогЬ и восьмого элементов И которого подключены к второму выходу элемента неравнознач" ности, входы которого подключены к входам входных элементов И, ИЛИ и к пераой и второй информационным. входным шинам. устройства соответственно, прямой. выход входного элемента И под" ключен к вторым входам первого элемента И второго разряда устройства и к вторым входам первого, второго и третьего элементов И .третьего разряда устройства, инверсный выход входного элемента И подключен к вторым входам второго, третьего и четвертого элементов И второго разряда устройства, прямой выход входного. элемента ИЛИ подключен к вторым входам пятого, шестого и седьмого элементов И второго разряда устройства и к второму входу четвертого элемента И третьего разряда устройства, второй инверсный выход входного элемента ИЛИ подключен к второму входу восьмого элемента И второ-. го разряда устройства, вторые входы пятого, шестого, седьмого и восьмого элементов И третьего разряда подклоче" ны к шине нулевого потенциала устрой;ства, третья, четвертая и пятая входные шины которого подключены к входам ешифратора соответственно. деш Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРи 781811, кл. е 06 г У 02, 1977.2. Авторское свидетельство СССРй 739522, кл. 6 06 г 5/02, 1976Рошкое а ва ВНИ а й Проектная 11303а в ее аВ вФилал Составитель В. КайдаТехоед Л.Пекарьа ЬЪ 3 аа ее а ееТираж 7 ОМдарственного комитетаизобретений и открытЖ-ЗБ Раушская набФе 4 еееаенто, г, ужгород, ул ПИ Госу о делам Москваее аа е ПП "Пат