Узел формирования переноса в сумматоре

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 94 006 МИТЕТ СССРИЙ ИОТКРЫТИЙ ОСУДАРСТВЕНКЫИПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТВУ(54) УЗЕЛ СУММАТОРЕ (57) Изоб РМИРОВАНИЯ ПЕРЕНОСА тносится к вычиси может быть истени ехни лительно пользова троении универсал при(56) Патент Японии У 51-135089,кл. С 06 Р 7/50.Авторское свидетельство СССРпо заявке У 3824913/24,кл. С 06 Р 7/50, 1984.,801312567 А 1 ных и специализированных цифровых устройств и машин, в частности при построении схем многоразрядных параллельных сумматоров, к цепям переноса которых предъявляются повышенные требования по надежности и быстродействию. Цель изобретения - упрощение устройства. Два разряда узла формирования переноса в сумматоре содержат три МДП-транзистора р-типа, три МДП-транзистора п-типа, четыре элемента НЕ, два элемента И-НЕ, два элемента ИЛИ-НЕ. Узел формирования переноса может работать в режиме формирования собственного переносав режиме формирования сквозного переноса в сумматоре. 1 ил, 2 табл.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении универсальных и специализированных цифровых устройств и машин, в частности при построении схем многоразрядных параллельных сумматоров, к цепям переноса которых предъявляются повышенные требования по надежности и быстродействию.Цель изобретения - упрощение узла.На чертеже представлена схема узла формирования переноса в сумматоре.Два разряда узла формирования переноса в сумматоре содержат три МДП- транзистора 1-3 р-типа, три МДП-транзистора 4-6 п-типа, первый, второй, третий и четвертый элементы НЕ 7-10, два элемента И-НЕ 11 и 12, два элемента ИЛИ-НЕ 13 и 14, входы 15 и 16 (2 Б) -го и 2 И-го разрядов первого операнда,входы 17 и 18 (2 И)-го и 2 И-го разрядов второго операнда, вход 19 переноса, выход 20 переноса, шину 21 питания и шину 22 нулевого потенциала.Узел формирования переноса в сумматоре работает следующим образом.Пусть потенциал шины 21 питанияравен высокому уровню напряжения питания, т,е. равен "Лог.1" или 1 а потенциал шины нулевого потенциала 22 - низкому (нулевому) уровню, т.е"Лог.О" или О, В работе узла формирования переноса следует различать два режима:1. Режим формирования собственного переноса в каждом (четном или нечетном) разряде при совпадении сигналов на входах разрядных переменных, когда на выходах схем И-НЕ и ИЛИ-НЕ возникают одинаковые сигналы.2, Режим Формирования сквозного переноса в соответствующем разряде при несовпадении сигналов входных разрядных переменных.В первом случае для нечетных разряцов при появлении на выходах первых элементов И-НЕ 11 и ИЛИ-НЕ 13 уровня 1(0), который, проходя через третий 9 и четвертый 10 элементы НЕ, преобразуется в уровень 0(1), открывая первый 1 (четвертый 4) и закрывая четвертый 4 (первый 1) тран - знсторы, на выход нечетных разрядов (Р 1) поступает сигнал с шины 2 1 питания (общей шины 22), т.е. 1(0).При несовпадении сигналов входных разрядных переменных а гн, (входР 2 н - а ги Ъ 2 н+ Р 2 н-(агм+Ъ 2 н )(2) 25 30 35 40 45 50 55 15) и Ъ , (вход 17) в нечетныхразрядах, на выходах первых элементовИ-НЕ 11 и ИЛИ-НЕ 13 появляются уровни 1 и 0 соответственно, которые,пройдя через третий 9 и четвертый 10элементы НЕ, преобразуются в 0 и 1и закрывают транзисторы 4 и 1. В токе время на истоках р-(п-)канальноготранзистора первого элемента НЕ 7появляются уровни 1(0) и входной перенос нечетного разряда Р 2(вход19) поступает на выход первого элемента НЕ 7 в виде Р 2,. Таким образом, работа. нечетных разрядов узлаФормирования может быть описана логическим уравнением Ргю. . (ая.,Ьгн., )(1) 28-2 ( 2 НЗЙ)Четные каскады узла формирования переноса работают в тех режимах, что и нечетные. При этом при совпадении сигналов на входах а 2, (вход 16) и Ъгм (вход 18) на выходах вторых элементов И-НЕ 12 и ИЛИ-НЕ 14 появляются уровни 1(0), которые открывают пятый 5 и шестой 6 (второй 2 и третий 3) транзисторы и закрывают второй 2 и третий 3 (пятый 5 и шестой 6) транзисторы, при этом на выход формирователя 20 (Ргя ) поступает потенциал шины 22 нулевого потенциала (шины 21 питания), т.е. 0(1), осуществляется режим собственного переноса. При несовпадении логических уровней входных разрядных переменных чет ных разрядов узла формирования переноса на выходе вторых элементов И-НЕ 12 и ИЛИ-НЕ 14 появляются уровни 1 и 0 соответственно, которые открывают транзисторы 3 и 6 и закрывают транзисторы 2 и 5. При этом второй элемент НЕ 8 работает в нормальном режиме, т,е. на истоках его р- (и-) канальных транзисторов присутствуют уровни 1(0), и входной перенос четных разрядов (Ргн 1 ), пройдя через второй элемент НЕ 8, поступает на выход 20 (Р 21). Таким образом, четные каскады узла формирования переноса осуществляют логическую Функцию1312 567 4второго и первого МДП-транзисторовданного разряда, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью упрощения узла, он содержит в каждом разряде элемент ИЛИ-НЕ, элемент И-НЕ,а в каждом нечетном разряде узел содержит второй и третий элементы НЕ,каждый из которых содержит МДП-транзистор р-типа и МДП-транзистор и-типа, сток которого соединен с выходом данного элемента НЕ и со стоком МДП- транзистора р-типа данного элемента НЕ, затвор которого соединен с входом данного элемента НЕ и с затвором МДП- транзистора и-типа данного элемента НЕ, истоком МДП-транзисторов р-типа второго и третьего элементов НЕ нечетного разряда соединены с шиной питания узла, истоки МДП-транзисторов и-типа второго и третьего элементов НЕ нечетного разряда соединены с шиной нулевого потенциала узла, истоки первых МДП-транзисторов р- и и-типа каждого разряда соединены соответственно с шинами питания и нулевого потенциала узла, затвор первого 1 ЩП-транзистора р-типа нечетного разряда соединен с выходом второго элемента НЕ, вход которого соединен с истоком ЩП-транзистора и-типа первого элемента НЕ данного разряда и с выходом элемента ИЛИ-НЕ данного разряда, первые и вторые входы элементов ИЛИ-НЕ и И-НЕ соединены с входами соответствующих разрядов первого и второго операндов, выход элемента И-НЕ нечетного разряда соединен с истоком МДП-тразитора р-типа первого элемента НЕ данного разряда и с входом третьего элемента НЕ данного разряда, выход которого соединен с затвором первого МДП-тразистора и-типа первого разряда, затворы первого и второго МДП-транзисторов р- и и-типа четного разряда соединены соответственно с выходами элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ данного разряда. Подставляя (1) в (2), получим(28. И-с ) гн- ( 2 й2 Й.15 Работа узла формирования переноса отражена в табл.1 (формирование промежуточного переноса в нечетном разряде) и табл.2 (образование выход ного переноса в четных разрядах. Формула изобретения Узел формирования переноса в сум маторе, содержащий в каждом разряде первый элемент НЕ, первые МПП-транзисторы р- и п-типа, а также содержащий в каждом четном разряде вторые МДП-транзисторы р- и п-типа, причем первый элемент НЕ содержит по МДП-транзистору р- и п-типа, затворы которых соединены и подключены к входу первого элемента НЕ, стоки МДП- транзисторов р- и п-типа первого элемента НЕ соединены и подключены к выходу первого элемента НЕ, вход первого элемента НЕ данного разряда соединен с входом переноса из предыдущего разряда узла, выход первого 30 элемента НЕ данного разряда соединен с выходом переноса в следующий разряд узла,и стоками первых МДП-транзисторов р- и и-типа данного разряда, исток МДП-транзистора р-типа эле-. 35 мента НЕ четного разряда соединен со стоком второго МДП-транзистора р-типа данного разряда, исток которого соединен с шиной питания узла, исток МДП-транзистора п-типа элемента НЕ 40 четного разряда соединен со стоком второго МДП-транзистора и-типа данного разряда, исток которого соединен с шиной нулевого потенциала узла, затворы первого и второго МДП транзисторов р-типа четного разряда соединены соответственно с затворами1312567 Таблица 1 Формирование промежуточного переносав нечетном разряде Состояние транзисторов Элемент НЕ 7 Т Т,Ргк-г агюгм Ргч 1Таблица 2 Образование выходного переноса в четных разрядах Состояние транзисторов абая Ьгн Ргн.Данко Техред Л.Олийнык орректор С.Че акт Подписи каз 1 к и а изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,2/47 Тираж 673. ВНИИНИ Государственног по делам изобретени 13035, Москва, Ж, Рау