@ -ичный сумматор

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 111) 6 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ енеро о ССС1975,СССР1975. СУММА(54) (57) Я-ИЧНЬЙ Изобрет лительн я к облас может быт ие относит техники и ычи использовано для постро ия быстрох устройствточных йствующих рифметическ системе ост аботающих ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(71) Московский институт игражданской авиации(56) Авторское свидетельстВ 488206, кл. С 06 Р 7/50,Авторское свидетельствоУ 478304, кл. С 06 Р 7/50,классов (СОК). Цель изобретения - повышение быстродействия. Я-ичный сумматор содержит регистры Я-ичных цифрслагаемых, и блоков формирования суммы (и - количество оснований СОК),и блоков формирования суммы, увеличенной на единицу, блок формированияпереноса, блок управления и мультиплексоров. Новым в Я-ичном сумматореявляется иблоков формирования суммы, уменьшенной на основание системы счисления Я, три элемента ИЛИ ишифраторов и соответствующие связи.Это в сочетании с кодированием слагаемых позиционно-остаточным кодом позволяет значительно повысить быстродействие,Я-ичного сумматора, 2 ил.,1 табл.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения быстродействущих арифметических устройств, работающих как в двоичной так и в позиционно-остаточной системах счисления.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.На фиг,1 представлена функциональная схема Б-ичного сумматора; 1 О на фиг.2 - функциональная схема блока управления.Сумматор содержит первый и второй регистры 1 и 2 Б-ичных цифр слагаемых, и блоков 3.13.п форми рования сумм, п блоков 4.14.п формирования сумм, увеличенных на единицу, (и) блоков 5.1,5. (и) сумм, уменьшенных на основание системы счисления Б, блок 6 фор мирования переноса, блок 7 управления, и мультиплексоров 8.1. 8.п, п шифраторов 9.19.п, первый, второй, третий элементы ИЛИ 10 - 12, вход 13 функции переноса Я-ичного сумматора, выход 14 функции переноса, Б-ичного сумматора, выход суммы 15 Я-ичного сумматора.30Блок 7 управления содержит первый второй, третий элементы НЕ 16 - 18, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой элементы И 19 - 25, первый, второй элементы ИЛИ 26 и 27, вход 28 переноса, вход29 возможного переноса вход 30 Функции переноса, первый, второй, третий, четвертый, пятый выходы 31-35. В основу работы устройства поло 40 жено то, что при сложении Б-ичных цифр в каждом Б-ичном разряде образуются величины Е = а; + Ь;, с, + 1,- Б и Е + 1 - Я, одна из которых передается на выход данного Б-ичного45 разряда; вводятся понятия перенос в -ом Я-ичном разряде 7 возможный перенос в -ом Я-ичном разряде ч., функция выходного переноса д-го Я-ичного разряда Г;, функция входного переноса -го Б-ичного разряда Г, ; образование величин в каждом 5 -ичном сумматоре выполняется по следующим правилам:О, если ЕЯ1, еслибы БО, если Я 1 Б1, если . = БВ таблице отражена зависимость с.и Г; от величины ч , Е, и ч Гтч 1О О О О О 1 О 1 1 О 1О 1 1 О О О О Г+Я +1-Я О Е-Я О +-Б 1 1 1 С+1-Б На основе таблицы могут быть составлены логические выражения для и функции управления мультиплексорами 8 Е;=Г;, ч;чч; ч;,К(и=ч, Кй (к 1) =9, а;, (2)( Я) =7, тЕ(к+1-Б)=ч, К;, ч ч К;,функции ч и ч." формируют блокб формирования переноса, функции(О, Е(Я+1), (Я-Б), Г(я+ -Б), Г,формируют блок 7 управления на своих выходах с первого по пятый.При позиционно-остаточном представлении суммируемых чисел в виде а= Ьдэ с)ъ;=(рр, р),(3) сложения в каждом Б-ичном сумматоре выполняется по совокупности оснований системы остаточных классовпо правилам СОК, т.е. Е=Ы, +3 х,+,+),(12 2 Ффффф) с, Б(Рф ( Р2 Р 2 Рр б+1-Б(-Р +1-(Б)Р, Фг+Ра+ -где о Р - остатки от деленияБ-ичных цифр на 1-ые основания СОК, которыедолжны удовлетворятьП условиямр= Г 1 Р, Р 28, Б=2 (1=8-16) (5)РЕсли размеры оснований СОК таковы, что для представления их остатков требуется не более шести двоичных разрядов, т,е. 06, то блоки 3.13.и, 4.14.и, 5.1 5(и) целесообразно выполнять на основе табличной арифметики СОК,В общем случае целесообразно выбирать такие основания СОК, для которых 0(6) Блок 6 формирования переноса ра ботает в соответствии с формулой (1) редставляет собой память на (Б)х х 1 бит и может быть выполнен в виде(Б)ре =и (Б)р, = О3тогда для оснований, удовлетворяющих условию (Б) БО, справедливоЕ =Е -Б и Я+1= Я +1-Б, а для оснований, удовлетворяющих условию (Я), =11 справедливо Е =Я+1-Б Среди оснований СОК, выбранных для кодирования Б-ичных цифр, только одно может удовлетворить условию (Б)р. ь О (тре бование взаимной простоты оснований), а остальные - условию (Б) . = - 1.е,Исходя из изложенного для Б=2 и оснований, удовлетворяющих условиям (6), при Р2 Б на фиг.1 представлена функциональная схема Б-ичного сумматора.Для получения максимального быстродействия и минимума аппаратных З 5 затрат целесообразно блоки 3.1 З.и, 4.14.и, 5,15.(и-) выполнить табличными. Это означает, что на информационные входы мультиплексоров 8,1, ,8.и результаты по ступают с блоков 3.1, ,З,и, 4.1, ,4,и, 5.1,5,(и) в коде 1 из Р . Шифраторы 9,1,9,и преобразуют выходы мультиплексоров 8.1,8.и из кода 1 из Р в двоичный код. Каждый шифратор состоит из 7= 1 о 8 Р/ 1 х - наименьшее целое, большее или равное х / элементов ИЛИ. Каждый из Р выходов 1-го мультиплексора разводится на входы тех элементов ИЛИ 1-го шифратора, сумма двоичных весов которых равна номеру этого выхода.(Б) элементов И на и входов, подключенных выходами на входы одного элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом блока 6 формирования переноса (формирует ч;), Кроме того, в состав блока 6 формирования переноса входит элемент И на и входов, формирующий на втором выходе сигнал ч. С блоков 3.1 З.и на этот элемент И поступают выходы с номерами, соответствующими Б-ой оснастке кодовой матрицы размера 2 (Б) строк и и столбцов.Б-ичный сумматор работает следующий образом.Слагаемые, представленные кодом СОК в виде а;=(с(,кп) :( р , ), по совокупности и оснований поступают на соответствующие регистры 1 и 2.В соответствии с (4) блоки 3.1, ,З.и формируют суммы (Е ), блоки 4.1. 4.и формируют суммы, увеличенные на единицу (Я+1) блоки 5.1. 5.(и) формируют суммы, уменьшенные на основание системы счисления ( Я -Я) . Основания Р, можно подобрать так, чтобы они удовлетворяли условиям (6). Из всех и оснований только одно Р, = 2 может быть выбрано так, чтобы (Б)р = О. В частном случае при Б = 2 = 256 (Б)=- О, Это означает, что по этому основанию с =с. -Б и Е+1=с+1-Я. Остальные основания СОК выбираются так, чтобы (Б)р =-1, 1=2 и, При этом по этим основайиям Г =. +1-Б.С выходов блоков 3.13.и, 4.14.и, 5.15.(и) результаты в кодеиз Р поступают на информационные входы соответствующих мультиплексоров 8.1,8.п. Одновре,менно результаты с блоков 3.1 З.и, в коде 1 из Р поступают на вхо,ды блока 6 формирования переноса, который на своих первом и втором выходах формирует сигнал ч переноса исигнал ч возможного переноса, Эти сигналы поступают на первый и второй входы блока 7 управления, который в соответствии с 1,2) формирует на своих пяти выходах сигналы управления, используя при этом поступающий на третий вход сигнал функции . входного переноса (вход 13). Для управления мультиплексорами 8,1 8.и на выходе блока 7 управления имеются элементы ИЛИ 10 - 12, которые3в соответствии с условиями (6) формируют сигналый (,1-Я) =е ) Ч й (+1-Я),Ы,Я -Я)=е(Ой(Я-Я),Х (а+1, Е +1-Я) =й (Е+1) Ч Г (Я+-Я),1273925 6объединены между собой и подключены к выходам соответствующих подрегистров второго регистра Яичных цифр слагаемых, первый вход первого блока формирования сумм, уменьшенных на основание системы счислеа также сигнал выходной функции переноса Г; (выход 14) В зависимости от значений сигналов Е ч, иу в соответствии с таблицей черезмультиплексоры 8,18.п на шифраторы 9.1, ,9.п в коде 1 из Р передается одна из величин Е, Е +1, Е -Япо соответствующим основаниям СОК.Шифраторы 9,1, ,9.п преобразуют покаждому из оснований код 1 из Р вдвоичный код, В результате на их выходах образуется результат работыЯ-ичного сумматора, представленныйкодом СОК по совокупности из и оснований,10 15 20 Формула изобретения ны соответственно с первым и вторымвходами блока управления, о т л и - 40ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения быстродействия, в него введены (п-) блоков формирования сумм,уменьшенных на основание системысчисления, п мультиплексоров, и шиф раторов и три элементаИЛИ, первыевходы блоков формирования сумм, кроме первого, блоков формирования сумм,уменьшенных накроме первого, иблоков формирования сумм, уменьшенных на основании системы считываниясоответственно объединены между собой, вторые входы блоков формирования сумм, кроме первого, блоков формирования сумм, увеличенных на "1", 55кроме первого, и блоков формирова 1ния сумм, уменьшенных на основаниесистемы счисления соответственно,Я-ичный сумматор, содержащий два. 25 регистра Я-ичных цифр слагаемых, состоящие из и подрегистров (и - количество оснований системы осадочных классов), и блоков формирования сумм, п блоков формирования сумм, увели ченных иа единицу, блок формирования переноса,. блок управления, первые входы блоков формирования сумм соединены с выходами соответствующих подоегистров первого регистра Я-ичных цифр слагаемых, выходы переноса и возможного переноса блока формирования переноса соединения, соединен с первым входом первого блока формирования сумм, второй вход первого блока формирования сумм, уменьшенных на основание системы счисления, соединен с вторым входом первого блока формирования сумм и с выходом первого подрегистра второго регистра Я-ичных цифр слагаемых, выходы и блоков формирования сумм подключены к соответствующим входам блока формирования переноса и первым информационным входам соответствующих мультиплексоров,вторые информационные входы которых соединены с выходами п соответствующих блоков формирования сумм, увеличенных на 1", выходы (и) блоков формирования сумм, уменьшенных на основание системы счисления, соединены с третьими информационными входами мультиплексоров, кроме первого, выходы и мультиплексоров соединены с входами соответствующих шифраторов, выходы которыхявляются Я-ичного сумматора, информационный третий вход блока управления является входом функции переносаЯ-ичного сумматора, первые управляющие входы всех мультиплексоров, кроме первого, объединены и подключены к выходу первого элемента ИЛИ, первый вход которого объединен с первым входом второго элемента ИЛИ и подключен к первому выходу блокаГуправления, вторые управляющие входывсех мультиплексоров, кроме первого, и первый вход третьего элемента ИЛИобъединены и подключены к второму выходу блока управления, третьиуправляющие входы всех мультиплексоров, кроме первого, и первый входвторого элемента ИЛИ объединены иподключены к третьему выходу блокауправления, второй вход первого эле 1мента ИЛИ объединен с вторым входомтретьего элемента ИЛИ и подключен к четвертому выходу блока управления,пятый выход блока управления является выходом функции переноса Я-ичногосумматора, выход второго элементаИЛИ соединен.с первым управляющимвходом первого мультиплексора, вы 71273 ход третьего элемента ИЛИ соединен с вторым управляющим входом первого мультиплексора, причем блок управления содержит с первого по третий элемента НЕ, с первого по седьмой элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, вход третьего элемента НЕ является третьим информационным входом блока управления и соединен с первыми входами первого, четверто го, шестого и седьмого элементов И, вход второго элемента НЕ является вторым информационным входом седьмого, второго и первого элементов И, вход первого элемента НЕ явля ется первым информационным входом блока управления и соединен с первыми входами второго, пятого элемента И и вторым входом шестого элемента 925 8И, выход первого элемента НЕ соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, выход второго элемента НЕ соединен с третьими входами четвертого и пятого элементов И, выход третьего элемента НЕ соединен с первым входом третьего элемента И и с вторым входом пятого элемента И, выходы первого и второго элемента И, шестого и седьмого элемента И соединены соответственно со входами первого и второго элементов ИЛИ, выход которого является первым выходом блока управления., выходы пятого, четвертого, третьего элементов И и первого элемента ИЛИ являются соответственновторым, третьим, четвертым и пятым выходами блока управления.1273925 Составитель М.ЕсенинаТехред Л.Сердюкова Корректор Л,Пилипенко Редактор С.Лисина Заказ 6478/47 Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Б, Раушская наб., д.4/5