Накапливающий двоичный сумматор

з 991611 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскиаСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 7 бб 017 (22) Заявлено 190 б,81 (21) 3302425/18-24 131)м, Кп.Н 03 К 19/00 0 11 С 11/14 с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет -Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54 ) НАКАПЛИВАЮЩИЙ ДВОИЧНЫЙ СУММАТОР Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройства переработки дискретной информации на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД ) По основному авт. св. Ф 7 бб 017 известен накапливающий двоичный сумматор, содержащий магнитоодноосную пленку с ЦМД, на поверхности которой расположены логические элементы И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ по числу разрядов операндов, соединенные с динамическими ловушками ЦМД, проводниковый аннигилятор ЦМД, основная токо вая аппликация, магнитосвяэанная с логическими элементами И-ИСКЛЮЧАКМЦЕЕ ИЛИ и динамическими ловушками ЦМД всех разрядов сумматора, первый и второй входы каждого логического элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с соответствующими входами сумматора, первый и второй выход - соответственно с вторым входом предыдущего логического элемента И-ИСКЛЮЧИОЩЕЕ ИЛИ 25 и .с входом соответствующей динамичес- Юкой ловушки ЦМД, выход которОЙ соединен с первым входом того же логического элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а третий Выход каждого логического элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с соответствующим выходом сумматора (1 1. Недостатком известного сумматора являются ограниченные функциональные возможности, заключающиеся в выполнении только операций суммирования и хранения результата.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей сумматора путем реализации логических операций.Поставленная цель достигается тем, что накапливающий двоичный сумматор содержит генераторы ЦМД по числу разрядов операндов, взаимосвязанные с вторыми входами логических элементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, и дополнительную токовую аппликацию, магнитосвязанную с первыми выходами логических элементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.На чертеже изображена принципиальная схема предложенного сумматора.Накапливающий двоичный сумматор содержит магнитоодноосную пленку 1 с ЦМД 2, на поверхности которой расположены логические элементы И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 по числу разрядов операндов, соединенные с динамическими ловушками 4-7 ЦМД, проводнико 991611вь:й ацнигилятор ЦМД 8, основную токовую аппликацию 9, магнитосняэанную с логкческимк элементами и динамическими ловушками ЦМД, генераторы доенов 10, взаимосвязанные с вторыми входами логических элементов 1 ИСКЛЮЧКОЩЕЕ 1 ЛИ дополнительную токозуо апп:цкацкю 11, магцитосвязаннуи с первыми выходами логических элементов И-ИСКЛЮс 1 ИОЩЕЕ ИЛИ р входи Х -Х) и У -Ур сумматора (каналы ввода состзсзтствующих разрядов первого и второго операндов ), выходы С 1-СР су,матора (каналы вывода соответствующих разрядов результата суммирования ). Цифрами 12-19 обозначены позиции, заниГаемье ЦМД при их продвижении в сумматоре.СУГ матор работает следующим образом. 5 1 О 15 20 На входы Х - Хр и У -У сумматораподаютсл опе 1)анды, причем старшиеразряды продзкгаются по каналамХ и У . Оба слагаемых сводятся разряд к раззлду за расстояцке, дбстаточное длл взаимодейстзия 11.,( в одно -кменцых разрядах (позиции 12 и 4 ),Б результате н позицки б дцамкческихловушек Образуетсл результат пораэрядОГО сумГ 11 эонаци 5 пО Гюдузю дваа в позициях 13 к 15 - коцъс)нкциясодержимого ОдноГиенеых раэрядонпричем з по;зицкях 17 неиспользуемыеЦМД переооон Ункчтожаютсл цри возбуждении ац игиллтора 8 и це проходятна выход: С "С суматора, а из позицИИ 13 1,:з,Ц ;С.;ЕОСОВ К-Х раэрЛЛОВ 35сугматора .=1, 2 , р цо каналам13-19 :Остуают ца ерные входы(К) - х зз:емецтов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,где н течеие с;лсдующего такта слежения взакмодействунт с резузьтатоГз 40ервого поразрядного суммированияпо модулю два, нахоглщимсл в динамк-.ческих ловушсах 4 - 7, и образуют в нихрезультат нто 1)ого суммирования по модулю дна, а н позициях 13 и 15 - переось н бот;с.е старшие разряды. Процесс сзуммкрозапил заканчивается вмомент;з 1)емец, когда з выходных каналах 13 - 19 е остается ЦМД-переносон,.При этом результат сложенияхранится н динамических ловушках,откуда он может быть считан из позкцик 4 при возбуждении основной токовой аппликации 9. ЦМД результатасложения проднигаютсл по ныходнымканалам 4,15, 17 и поступают на выходы С -С р суматора,Процесс образонания результата сложения и переноса в старший разряд рассмотрим более подробно на примере 60 суммирования К-х разрядов операндов. В момент времени, когда ЦМД, соот ветствующий К-му разряду первого операнда поступает на первый вход К-го разряда сумматора. (позиции 12 )ЦМД, 65 соответствующий К-му разряду второго операнда, поступает в позицию 4, иэ которых за счет взаимного отталкивания переходят в выходные каналы 13-19 и 4-15, реализуя тем самым "1" переноса в старший разряд и "0" в дкнамической ловушке 6, 7, 4, 5. Если в одном кз двух К-ых разрядов операндов ЦМД отсутствует, то присутствующий н К-ом разряде другого операнда ЦМД, це испы.ывая оаталкивающего воздействия, иэ позиции 4 (или 12 ) через половину такта поступит в позицию б динамической ловушки, реализуя тем самым "1" поразрядной суммы по модулю два и "0" переноса в старший разряд. Случай с двумя нулями в К-ых разрядах операндов тривиален, вследствке чего не рассматривается.Предложенный сумматор мо)кет работать н 1)ежмах как арифметической, так и логической обработки информаВ режиме логической обработки могут быгть реализонацы логические функции И, ИСКЛЮУЮЩЕЕ ИЛ 1, ИЛИ и НЕ.В режиме арифметической обработки могут бьт выполнеы арзфлетические операции сложеие и вычитание. Рассмотрим работу сум.атора н режиме логической обработки информации. Логи-сзссие операции .",. и ИСК.1 ЮЧАОЦЕЕ ИЛ 1 ныполяются следующкм образо.Разряды операндов Х и У по каналам ввода поступают на входы элементов 11 - ИСК 1110 УЮЩЕЕ ИП 1 в позиции 12 и 4 соотгетствеццо. В результате з з аимодейств;л з элемент;:.х 1,1" 1 СКЛОЧИОЩЕЕ ИЛИ через 0,25 "акта, считал от момента постулен,л О:;ерацдон в позкции 12 и 4, в пози; лх 13 .оявллютсл ЦМД результата зи:олнения фуцкцкк И, где оци у:зичтожаютсл при возбуждении токовой аппликации 11, к в Озкиях 15, ОткуДа Онк либо Осту 1 аОт через 0,75 такта а выхОды сумматора (если реал;зуется функция И ), либо уничто,.ются в позици-. ях 17 каналов вьвода результата (если реализуется фуцкцкл ИСКЛЮЧл 10- ЩЕЕ 1)ЛИ ) прк нозбуждеции пронодникового ацзигилятора 8, Через 0.,5 такта в позициях б дицамкческих ловушек ЦМД появляется результат выполнения функции ИСКЛЮЧ),ЮЩЕЕ ИЛИ, который сохраняется в динамической ловушке и может быть ныведен цз нее через 1,25 такта в позиции 15 при возбуждении основной токовой аппликации 9, а затем либо поступает через 1,75 такта на выходы сумматора (если реализуется функция ИСКЛЮЧА 1 ОЩЕЕ ИЛИ ), лкбо уничтожается в позициях 17 каналов вывода результата (если реализуется функция И ) при возбукдении проводникового аннигилятора 8, При выпол,кении функции ИЛИ разряды операндов25 Х и У по каналам ввода одновременно поступают в позиции 12 и 4 на входы элементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, Затем возбуждается дополнительная токовая аппликация 11 и через 0,25 такта, считая от момента поступления операндов в позиции 12 и 4, разряды операнда Х поступают в позиции 14 вторых выходных каналов логических элементов, а через 0,5 такта в позиции 7 динамических ловушек ПОД, куда поступает также результат выполнения функции ИСКЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ, Таким образом, через 0,5 такта в позициях 7 динамических ловушек реализуется функция ИЛИ, ЦМД, вышедшие в ре зультате взаимодействия из логических элементов 11-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ по третим выходным каналам, уничтожаются в позициях 17 каналов вывода результата при возбуждении проводникового аннигилятора 8. Результат функции ИЛИ хранится и может быть выведен через 1,75 такта на выходе сумматора при возбужденииосновной токовой аппликации 9.Функция НЕ выполняется в сумматоре с использованием генераторов Цд,При выполнении функции НЕ разряды инвертируемого операнда поступают в позиции 4 на первые входы элементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем разряды операнда У поступают в позиции 4 непосредственно по каналам ввода, а разряды операнда Х вначале но каналам ввода поступают в позиции 12, а затем по вторым выходным каналам 12, 14, б, 7 элементов И-ИСКЛ 10 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ передаются к позициям 4. Одновременно с поступлением инвертируемого операнда в позиции 4 по каналам ввода 10, 19, 12 в позиции 12 каждого разряда сумматора поступают ЦМД от генераторов ЦМД 10. В результате взаимодействия в элементах И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, через 0,5 такта, считая от момента поступления 45 операнда в позиции 4, в позициях 7 динамических ловушек ЦМД появляется инверсное значение операнда, которое сохраняется в динамических ловушках ЦМД и может быть выведено через 50 1,7 такта на выходы сумматора при возбуждении основной токовой аппликации 9. ЦМД, вышедшие в результате взаимодействия в элементы И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ по первым и третьим вы ходным каналам, уничтожаются при возбуждении соответственно дополнительной токовой аппликации 11 и проводникового аннигилятора 8.Рассмотрим работу сумматора в режиме арифметической обработки информации.При выполнении Функции вычитания ЦМД,вычитаемого поступают в позиции 4 и над ними выполняется описанная логическая Функция НЕ.В первом случае, когда вычитаемым .является операнд У, одновременно с поступлением инверсии вычитаемого в позиции 4, в позиции 12 по каналам ввода поступают разряды уменьшаемого Х.Во втором случае, когда вычитаемым является операнд Х, одновременно с поступлением инверсии вычитаемого в позиции 7 динамических ловушек ЦМД, в позиции 16 каналов ввода поступает уменьшаемое У, причем, если одноименные разряды уменьшаемого и инверсии вычитаемого представлены ЦМД, то в результате их взаимодействия ЦМД разрядов уменьшаемого поступают в позиции 4 динамических ловушек ЦМД, а ЦМД разрядов инверсии вычитаемого по отводным каналам 7, 18, 12 в позиции 12 на вторые входы элементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. После этого сумматор функционирует также, как и при суммировании операндов, в первом случае с момента поступления уменьшаемого в позиции 12, а во втором - в позиции 4, Отличие заключается в том, что после первого такта суммирования в позицию 12 младшего разряда сумматора от генератора ЦМД, взаимосвязанного с вторым входом элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ младшего разряда сумматора, поступает ЦМД. После окончания процесса вычитания в динамических ловушках ЦМД образуется разность операндов Х и У, которая может быть выведена на выходы сумматора прн возбуждении основной токовой аппликации 9.Таким образом, в предложенном сумматоре за счет введения генераторов ЦМД и дополнительной токовой аппликации может быть реализован ряд новых арифметических и логических функций.Формула изобретенияНакапливающий двоичный сумматорпо авт. св. Р 766017, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностейпутем реализации логических функций,он содержит генераторы цилиндрическихмагнитных доменов по числу разрядовоперандов, взаимосвязанные с вторымивходами логических элементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, и дополнительнуютоковую аппликацию, магнитосвязаннуюс первыми выходами логических элементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.Источйики инфорМации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 766017,.кл. Н 03 К 19/00, 1978991611 енталь Составител ор О. Половка Техред А.дорректор И. Мулл Подписно ира рст 4/5 ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна или з 163/76 Т ВНИИПИ Госуда по делам иэоб 113035, Москва, )К 934енного комитета С етений и открытий 5, Раушская наб.,