Двоичный накапливающий сумматор

-2 м че к вход которо о соед ующего вход т к трет жением юл. 933 З.С.Кузи са сле второй ключен равления втоеи ши 088. 8) ое свидете 06 Г 7/50, свидетель 06 Г 7/50,лю два суммат ым сл ьство СС1976.тво СССР1979 54)(57) МАТОР, с ервый и Й ИЧНЫЙ НАКАПЛИ каждомгеры, ча ИЛИ,азрядовперенос ержащииторой тр тыре эле мента три элемен чем аждая уппа из К группового в каждом од первого одом первосоде жит узмент ИЛ э азряде сумма соедита И,тора 8-вх нен с вых триггер о элеме твертои ши кода суммато- Б-вхОду тревыход второго ым входом шес к и е ход которого ления пересылУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(21) 3534958/1 (22) 07.01,83 (46) 07.09,84. (72) Б.М.Власо и Т.Б.Власова (53) 681.325.5 (56) 1. Авторс %531157, кл. С2. Авторское 9911517, кл. С (прототип). выи вход которого соединен с входомданного разряда сумматора, а второйвход - с шиной управления приемомкода сумматора, единичный выход первого триггера соединен с первым входом второго элемента И и с первымвходом первого элемента ИЛИ, второйвход второго элемента И соединен сшиной управления первым сложениемпо модулю два сумматора, а выходподключен к первому входу второгоэлемента ИЛИ, второй вход которогосоединен с выходом третьего элементаИ, нулевой выход второго триггерасоединен с первым входом третьегоэлемента ИЛИ, второй вход которогосоединен с входом переноса данногоразряда сумматора и первым входомтретьего элемента И, выходы первогои третьего элементов ИЛИ подключены ого элемента И, выход нен с входом переноразряда сумматора,етьего элемента И по ра, выход узла группового переносасоединен с четвертым входом третьегоэлемента ИЛИ старшего разряда группы разрядов сумматора и к первомувходу элемента ИЛИ следующей группыразрядов сумматоравторой вход которого соединен с выходом четвертогоэлемента И старшего разряда предыдущей группы разрядов сумматора, а выход соединен с входом переноса узлагруппового переноса, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения его быстродействия, он содержитв каждом разряде третий триггер, пятый, шестой, седьмой и восьмой элементы И, причем единичный выход второго триггера соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого подключен к не управления пересыл ра, а выход подключен тьего триггера, нулев триггера соединен с п того элемента И, втор подключен к шине упра кои кода сумматора, а выход соединенс К-входом третьего триггера, единичный выход третьего триггера соединенс первым входом седьмого элемента И ис вторым входом первого элемента ИЛИ,выход которого соединен с входом соответствующего разряда узла групповогопереноса, нулевой выход третьеготриггера соединен с вторым входом осьмого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом седьмо"го элемента И и с выходом второгоэлемента ИЛИ, выходы седьмого и восьмого элементов И соединены соответственно с К.и Я-входами второго триггера, а выход седьмого элемента И1-го разряда соединен с третьим вхо 12363дом третьего элемента ИЛИ (+1)-го разряда группы разрядов сумматора, четвертый вход третьего элемента ИЛИ младшего разряда группы разрядов сумматора соединен с выходом узла группового переноса предыдущей группы разрядов сумматора.. Известен накапливающий сумматор, содержащий счетный триггер, триггер второго слагаемого, схему сквозного переноса на элементах ИЛИ-И, схему группового переноса, элементы И, ИЛИ и шины управления работой сумматора, причем в каждом двоичном .раз ряде нулевой выход счетного триггера подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход этого элемента связан с шиной переноса, поступающего из младшего разряда, вы ход этого же элемента ИЛИ подключен к первому входу первого элемента И, а второй его вход связан с нулевым выходом триггера приемного регистра этого же разряда 1 .20Недостатком известного сумматора является низкое быстродействие и ограниченные функциональные возможности, заключающиеся в невозможности многократного сложения кода второго 25 слагаемого.Известен также двоичный накапливающий сумматор, содержащий в каждом разряде первый и второй триггеры, четыре элемента И, три элемента ИЛИ, З 0 кроме того каждая группа из К разрядов содержит узел группового переноса и элемент ИЛИ, в каждом разряде 8-вход первого триггера соединен с выходом первого элемента И, первый З 5 вход которого соединен с входом данного разряда сумматора, а второй вход - с шиной управления приемом кода сумматора, единичный выход первого триггера соединен с первым вхо дом второго элемента И и с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход второго элемента И соединен с шиной управления первым сложением по модулю два сумматора, а выход подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, нулевой выход второго триггера соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом переноса данного разряда сумматора, и первым входом третьего элемента И, выходы первого и третьего элементов ИЛИ подключены к входам четвертого элемента И, выход которого соединен с входом переноса следующего разряда и с первым входом третьего элемента И следующего разряда сумматора, второй вход третьего элемента И подключен к шине управления сумматора вторым сложением по модулю два,выход узла группового переноса соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ старшего разряда группы разрядов сумматора и к первому входу элемента ИЛИ следующей группы разрядов сумматора, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И старшего разряда предыдущей группы разрядов сумматора, а выход соединен с входом переноса узла группового переноса, второй триггер содержит счетный вход, подключенный к выходу второго элемента ИЛИ 2 .Недостатком известного сумматора является невысокое быстродействие. Цель изобретения - повышение быстродействия двоичного накапливающего сумматора.Поставленная цель достигается тем, что двоичный накапливающий сумматор, содержащий в каждом разря. де первый и второй триггеры, четыреэлемента И, три элемента ИЛИ, крометого, каждая группа из К Разрядовсодержит узел группового переносаи элемент ИЛИ, в каждом разрядесумматора Я-вход первого триггера5соединен с выходом первого элементаИ, первый вход которого соединенс входом данном разряда сумматора, второй вход - с шиной управления приемом кода сумматора, единичный выход 10 первого триггера соединен с первым входом второго элемента И и с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход второго элемента И соединен с шиной управления первым сложением 15 по модулю два сумматора, а выход подключен к первому входу второго, элемен. та ИЛИ, второй вход которого соединен с Выходом третьего элемента И, нуле вой зыход второго триггера соединен с 20 первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом переноса данного разряда сумматора и первым входом третьего элемента И, выходы первого и третьего эле ментов ИЛИ, подключены к входам четвертого элемента И, выход которого соединен с входом переноса следующего разряда сумматора второй вход третьего элемента И подключен к тре- З 0 тьей шине управления вторым сложением по модулю два сумматора, выход узла группового переноса соединен с четвертым входом третьего элемента ИЛИ старшего разряда группы разрядов сумматора и к первому входу элемента ИЛИ следующей группы разрядов сумматора, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И старшего разряда предыдущей гРуппы Раз рядов сумматора, а выход соединен с входом переноса узла группового переноса, он содержит в каждом разряде третий триггер, пятый, шестой, седьмой и восьмой элементы И, при чем единичный выход второго триггера соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого подключен к четвертой шине управления пересылкой кода сумматора, а выход 50 подключен к Б-входу третьего триггера, нулевой выход второго тр.ггера соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого подключен к шине управления пересыпкой 55 кода сумматора, а выход соединен с К-входом третьего триггера, единичный выход третьего триггера соедицец с первым входом седьмого элемента И и с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом соответствующего разряда узла группового переноса, нулевой выход третьего триггера соединен с вторым входом восьмого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И и с выходом второго элемента ИЛИ, выходы седьмого и восьмого элементов И соединены соответственно с К- и Б-входами второго триггера, а выход седьмого элемента И 1 -го разряда соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ (1+ 1)-го разряда группы разрядов сумматора, четвертый вход третьего элемента ИЛИ младшего разряда группы разрядов сумматора соединен с выходом узла группового переноса предыдущей группы разрядов сумматора.На чертеже представлена функциональная схема двух разрядов двоичного накапливающего сумматора.Сумматор содержит элементы ИЛИ 1-4, элементы И 5-12, триггеры 13-15 и узел 16 группового переноса, который в данном случае представляет собой элемент И с (К+ 1) входом, где К - разрядность группы разрядов сумматора.Каждый узел группового переноса сумматора содержит вход 17 переноса, а младший разряд групп- вход 18 переноса; Сумматор содержит также шину 19 управления пересылкой кода, шину 20 управления первым сложением по модулю два, шину 21 управления вторым сложением по модулю два, шину 22 уп- равления приемом кода, а также информационные входы 23. Работает двоичный накапливающий сумматор следующим образом.Предположим, что код первого слагаемого хранится в триггерах основной ступени (триггеры 13), а код второго слагаемого поступает в триггеры 15 по шинам 23.По первому временному такту (1) выполняются элементарные операции (ЭО) приема кода второго слагаемого в приемный регистр (триггеры 15) и пересылки кода из основной ступени (триггеры 13) во вспомогательную ступень (триггеры 14)Лля выполнения этих ЭО на шины 19 и 22 одновременно подаются исполнительные импульсы.1 О 30 По третьему временному такту (13)выполняется ЭО второй пересыпкикода из триггера 13 в триггер 14.В течение выполнения этой ЭО про По второму временному такту (12) выполняется ЭО первого сложения по модулю два кодов, хранящихся в основной и вспомогательной ступенях и в приемном регистре. Для выйопнения . 5 этой ЭО на шину 20 подается исполнительный импульс. Если в 1 -м разряде триггера 15 хранится код единицы, то исполнительный импульс по цепи элементов И 10- ИЛИ 3 поступит на вторые входы элементов И 6 и 7. В зависимости от кода, хранящегося в триггере 14, исполнительный импульс поступит на нулевой или единичный вход триггера 13. Если в триггере 4 хранится код нуля, то исполнительный импульс поступит через элемент И, 7 на единичный вход триггера 13 и.установит его в единичное состояние. Если в триггерах 13 и 14 до пос. 20 тупления второго исполнительного импульса хранился код единицы, то второй исполнительный импульс через элемент И 6 поступит на нулевой вход триггера 13 и установит его в нулевое25 состояние, Кроме того, этот импульс с выхода элемента И 6 1 -го разряда поступит на вход элемента ИЛИ Б + 1)-го разряда и будет распространяться в сторону старших разрядов, если во вспомогательной ступени или в триггере приемного регистра этого разряда будет храниться код единицы. Другими словами,еще до переключения основной ступени (тригге ров 13) из единичного состояния в нулевое сформируется поразрядный перенос в 1 -м разряде и начнет распространяться в сторону старших разрядов сумматора. 40 должает распространяться потенциал сквозного переноса.По четвертому такту И) выполняется ЭО второго сложения по модулю два. Для выполнения этой операции на шину 21 подается исполнительный импульс, В тех разрядах, куда поступил потенциал сквозного переноса из младшего разряда (шина 18), исполнительный импульс по цепи элементов И 11 - ИЛИ 3 поступит на вторые входы элементов И 6 и 7 и проинвертирует код триггера 13. Четвертый временный такт завершает выполнение операции сложения двух двоичных кодов.По сравнению с устройством-прототипом предлагаемый сумматор облаладает более высоким быстродействием. Это достигается за счет более раннего начала формирования сигнала переноса по сравнению с формированием переноса в известном сумматоре. В известных сумматорах перенос начинаетформироваться. только после переключения счетного триггера сумматора. В предлагаемом устройстве перенос начинает формироваться до переключения триггера основной ступени,а так как нулевой вход триггера 4 -го Разряда соединен с входами схемы формирования переноса 6 +1)-го разряда, то из суммарного времени формирования переноса вычитается время, равное 1 т+2Я, - время переключения триггера, т.е. воеменная задержка сигнала элементами И и ИЛИ), Повышение быстродействия составляет 5-15 .Другим преимуществом предлагаемого сумматора является снижение временных требований к узлу группового переноса, и, следовательно, возможность его упрощения (уменьшения числа входов) при сохранении быстродействия.1112363 Составитель А. Степаноактор Е. Папп Техред С,Легеза орректор О. Тиго сное 6460 ИИПИ Зак 303 ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 4 Тираж 698 осударственного к лам изобретений и Москва, Ж, Рау митета СССРоткрытийская наб., д