Накапливающий сумматор с запоминанием переноса

ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51)М, Кл. б 06 Г 7/д 0 Ркядэретеенны 1 квинтет СССР ае делам изоеретеик и открытий(54) НАКАПЛИВАЮШИЙ СУТРУ ТОР С ЗАПОМИНАНИЕМ ПЕРЕНОСА 1Изобретение относится к цифровой вы числительной технике и может быть использовано для построения арифметичес, ких устройств цифровых вычислительных машин.5Известны накапливающие сумматоры, в состав которых входят триггерные накапливающий н приемный регистры и элементы И и ИЛИ, необходимые для реализации логики работы сумматора. Приемный 1 а регистр таких сумматоров используется не только для приема слагаемых, но участвует также при выполнении сложения в логике организации переноса из младших разрядов в старшие 11 и 121 . 15Наиболее близким к изобретению является накапливающий сумматор с запомнив нием переноса, содержащий в каждоМразряде счетный трнггер 1 и трцтер за поминания переноса, элементы И и ИЛИ, 2 О элемент задержки, первый вход первого элемента И соединен со входом соответствующего разряда слагаемого . суммато ра, а второй вход - с управляющей. шиной 2записи слагаемого сумматора, выход переноса счетного триггера соединен едт- ничным входом триггера запоминания пе реноса, первый вход второго элемента И соединен с управляющей шиной переноса сумматора, а выход - с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом переноса в доследую ший разряд сумматора, выход первого элемента соединен с первым входом вто рого элемента ИЛИ, другой вход которо- го через элемент задержки соединен совходом переноса из предыдущего разряда сумматора, который: соединен также с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с единичным выходом счетного триггера, ьход которого подключен к выходу второго элемента ,ИЛИ, выход третьего элемента И соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, второй вход второго элемента И , соединен с единичным выходом триггера . запоминания ввреноса, первый вход которо. го подключен к управляющей шине установ- .0437 ки сумматора, единичный и нулевой выходы .счетного триггера соединены спрямым и инверсным выходами суммыданного разряда сумматора 33,5Однако устройство характеризуетсянедостаточным быстродействием, связан-.ным с наличием в каждом разряде сумма-тора элемента задержки и с необходи-,мостью специального такта обнуления триггеров запоминания переноса.Целью изобретения является повышение быстродействия сумматора.Поставленная цель достигается тем, что в накапливающем сумматоре с за поминанием переноса, содержащем в каждом разряде счетный триггер, триггер запоминания переноса, элементы И и ИЛИ,причем первый вход первого элемента И соединен с входом соответствующего раз О ряда слагаемого числа сумматора, а второй вход - с управляющей шиной записи слагаемого сумматора, первый выход переноса счетного триггера соединен с единичным входом триггера запоминания переноса, первый вход второго элемента И соединен с управляющей шиной переноса сумматора, а выход - с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом переноса в последующий разряд, выход триггера запоиинания переноса соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и с нуле 35 вым входом триггера запоминания переноса, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с вторым выходом переноса счетного триггера, первый вход которого40 подключен к выходу первого элемента И, а второй вход - ко вкоду переноса из предыдущего разряда сумматора, единичный и нулевой выходы счетного триггера подключены к выходам данного разряда45 сумматора.Счетный триггер содэржит десять элементов И-НЕ, выходы первого и второго из которых являются соответственно единичным и нулевым выходами счетного триггера, выход первого элемента И-НЕ соединен с первыми выходами третьего и четвертого элементов И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И-НЕ выходы третьего и пятого элементов И-НЕ 55 соединены с первыми входами соответственно седьмого и восьмого элементов И-НЕ, вторые входы которых являются 10 фпервым входом счетного триггера, выход седьмого элемента И-НЕ подключенк первому входу первого элемента И-НЕ,вторым. входам третьего и пятого элемен.тов И-НЕ и. третьему входу восьмогоэлемента И-НЕ, выход которого соединен, с первым входом второго элемента И-НЕи третьими входами третьего, пятого иседьмого элементов И-НЕ, выходы четвертого и шестого элементов И-НЕ соединены с первыми входами соответственно девятого и десятого элементов И-НЕ,вторые входы которых соединены с вторым входом счетного триггера, выходдевятого элемента И-НЕ соединен с вторыми входами первого, четвертого и шестого .элементов И-НЕ и третьим входомдесятого элемента И-НЕ, выход которогосоединен с вторым входом второго элемента И-НЕ и третьими входами четвертого, шестого и девятого элементовИ-НЕ, выходы первого и второго элементов И-НЕ подключены к третьим входамсоответственно второго и первого элементов И-НЕ, выходы восьмого.и десятого элементов И-НЕ подключены соответственно к первому и второму выходам переноса счетного триггера.На фиг, 1 представлена функциональнаясхема двух разрядов накапливающего сумматора; на фиг. 2 - счетный триггер,схема.Накапливающий сумматор содержит вкаждом разряде счетный триггер 1, триггер запоминания переноса 2, элемент И 3,элемент ИЛИ 4, элемент И 5, элементИЛИ 6, Счетный триггер построен на десяти элементах И-НЕ 7 - 16.Первый выход переноса счетного триггера 1 соединен с единичным входом триггера запоминания переноса 2. Один входэлемента И 3 соединен с входом соответствующего разряда слагаемого сумматора,другой вход - с управляющей шиной записи слагаемого, а выход - с входом счетного триггера 1. Один вход элементаИЛИ 4 соединен с единичным выходомтриггера 2, а другой вход - с выходомэлемента И 5, один . вход которого соединен с элементом ИЛИ 4, а другойвход - с управляющей шиной переносасумматора. Один вход элемента ИЛИ 6соединен с выходом элемента И 5, адругой вход - с вторым выходом переносасчетного триггера 1, а выход - с выходомпереноса в последующий разряд сумматьра. Второй вход счетного триггера 1 подключен ко входу переноса из предыдущегоразряда сумматора,5 943710Счетный триггер 1 представляет собойасинхронный счетный триггер с двумяразделенными счетными входами и соответствующими им выходами переноса.Построение счетного триггера 1 с помощью элементов И-НЕ 7 - 16 локазано на фиг. 2.При выполнении операции сложения сумматор работает следующим образом.Пусть в триггерах 1 записан код . 10первого слагаемого. В первом такте работы сумматора производится запись второго слагаемого через элементы И 3, приподаче импульса на управляющую шину записи происходит сложение двух чисел по 15люд 2 и импульс переноса, возникающийпри сложении двух единиц, замыкается .триггером 2. Во втором такте выполненияоперации сложения импульс, подаваемый на управляющую шину переноса, опра-ошивает элемент И 5 и при единичномсостоянии триггера 2 разряда сумматораимпульс проходит через элемент И 5 иИЛИ 6. Если триггер 1 последующего разряда сумматора находится в состоянии"1", то импульс переноса предыдущегоразряда сумматора перебрасывает этоттриггер "1" в "О" и выделяется на выходе переноса, который соединен с вторымвходом элемента ИЛИ 6 этого разрядасумматора, а с выхода элемента ИЛИ 6импульс проходит на счетный вход триггера 1 следующего разряда и т. д, Такорганизуется в сумматоре цепь сквозногопереноса из младшего разряда в старший,Причем импульс переноса может появиться только на одном нз входов элементаИЛИ 6 любого разряда сумматора. Результат сложения двух чисел получаетсязаписанным на триггерах счетчика послеокончания распространения переносов через разряды сумматоров,В данном сумматоре при выполнении многократных сложений не надо вводить45 отдельный такт на обнуление триггеров запоминания переноса 2, так как это обнуление осуществляется во втором такте импульсом, выделенным с выхода элемента И 5, а для поддержания начального потенциала "1 ф на выходе элемента И 5, необходимого для формирования импульса такой же длительности, как такт . переноса, применен элемент ИЛИ 4, один вход которого связан с единичным выходом триггера 2, а второй вход - с,выходом55 элемента И 5.Такая схема позволяет организовать .при использовании потеншщльных эле 6ментов память предыдущего состояния на входе элемента И 5 на время дейст; вия импульса на управляющей шине переноса.Предлагаемый сумматор обладает не. сколько повышенным быстродействием за счет отсутствия такта обнуления тритсгеров запоминания переноса и отказа от Использования элементов задержки. формула из.обретения 1. Накапливающий сумматор с запоминанием переноса, содержюций в каждом разряде счетный триггер, триггер запоминания переноса, элементы И и ИЛИ, причем первый вход первого элемента И соединен с входом соответствующего разряда слагаемого сумматора, а второй вход - с управляющей шиной записи сла-, гаемого сумматора, первый вход перенсьса счетного триггера соединен с единичным входом триггера запоминания переноса, первый вход второго элемента И сое" динен с управляющей шиной переноса сумматора, а выход - с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом переноса в последующийразряд, отличающийся тем, что, с целью повьциеаиа быстродействия, выход триггера запоминания переноса соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого сое-. динен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, и с нулевым входом триггера запоминания переноса, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с вторым выходок. переноса счетного трпсгера, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И, а второй вход - к входу переноса из предыдущего разряда сумматора, единичный и нулевой выходы счетного триггера подключен к выходам данного разряда сумматора.2. Сумматор по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что счетный триггер со . держит десать элементов И-НЕ, выходы первого и второго из которых являются соответственно единичным и нулевым выходами счетного триггера, вькод первого элемента И-НЕ соединен с первыми "входами третьего и четвертого элементов И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соеф динен с первыми входами пятого и шеста го элементов И-НЕ, выходы третьего и пятого элементов И-НЕ соединены с пер выми входами соответственно седжого.7, 9437108и восьмого элементов И-НЕ,вторые вховыход которого соединен .с вторым входы которых являются первым входом счет- дом второго элемента И-НЕ и третьим ного триггера, выход седьмого элемента . входами четвертого, шестого и девятого И НЕ подкщочен к первому входу перво- элементов И-НЕ, выходы первого и втого элемента И-НЕ, вторым входам третье-рого элементов И-НЕ подключены к го и пятого элементав И-НЕ и третьему третьим входам соответственно второго входу восьмого элемента И-НЕ, выход и первого элементов И-НЕ, выходы вось которого соединен с первым входом вто- мого и десятого элементов И-НЕ подипорого элемента И-НЕ, и третьими входами чены соответственно к первому и второ- третьего, пятого и седьмого элементов 1 О му выходам переноса счетного триггера. И-НЕ, выходы четвертого и шестого эле- Источники информации,ментов И-НЕ соединены с первыми вхо- принятые во внимание при экспергизе дами соответственно девятого и десятого 1. Авторское свидетельство СССР элементов И-НЕ, вторые входы которых % 351214, кл, Ь 06 Р 7/50, 1972, соединены с вторым входом счетного тритэ% 2. Авторское свидетельство СССР гера, выход девятого элемента И-НЕ сое- % 531157, кл. 6 06 Р 7/50, 1974. динен с вторыми входами первого, чет. Р.К. Ричардс Арифметические опевертого и шестого элементов И-НЕ, и рации на ЦВМ, М., ИИЛ, 1957, с, 115 третьим входом десятого элемента И-НЕ, 119 (прототип)./55 Тираж 731П НИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и откитий 13035, Москва, Ж, Раушская на