Накапливающий сумматор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 53291 7/49. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТОРСНОМУ СВ ЛЬСТВ 4 Бюл. кий аблестроитед(57) Изобретение олительной техникепользовано для паррования многоразрядсел. Цель изобрете носится к вычисможет быть исаллельного сумминых двоичных чи" ия - расширение ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯПРИ ГННТ СССР(56) АвторскоУ 1319023, клАвторскоеУ 1278835, кл 2 области применения за счет суммирования двоичных чисел, представленных в пакетной системе счисления, при сохранении возможности суммирования двоичных чисел в традиционной и "фи-. боначчиевой" системах счисления Накапливающий сумматор содержит в каждом разряде триггер 1, сумматор 2 ,по модулю два, элементы И 3-9, элементы ИЛИ 10-13 и элемент 14 задержки с соответствующими связями. Сумматор может быть использован для по.строения специализированного устройства, работающего в режиме сквозного контроля информации и исправления возникающих ошибок, что позволит это.6 му специализированному устройству длительно функционировать с высоким быстродействием, 1 ил., 5 табл.1532916 1 С Е; е с 1 с 2 е;2 е ь ЗВ; (1) при при при приу О) а(4) Этот алгоритм вытекает иэ реккур рентного соотношения (1). Для пакетного 2-кода (С 2) выражения (3) и (4) пРеобРазУются к виду: 55ф,+ ,(+1)- ф,(+3); (5) 2 ф, (1)+2 6+1)ф(1)+ у(з.+1)+ ф(3.+3),(6) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для параллельного суммирова"ния многоразрядных двоичных чисел.Цель изобретения - расширение области применения за счет суммирования двоичных чисел, представленныхв пакетной системе счисления присохранении воэможности суммированиядвоичных чисел в традиционной и фибоначчиевой системах счисления.На чертеже представлена схема-го разряда накапливающего суммато"Ра (для Сщ 2),д-й разряд сумматора содержиттриггер 1, сумматор 2 по модулю два,второй 3, седьмой 4, первый 5, четвертый 6, пятый 7, шестой 8 и третий 9 элементы И, с первого по четвертый элементы ИЛИ 10"13, элемент14 задержки, входы 15 и 16 переноса где й - натуральное число, задающее номер пакетной й-системы счисления;- разрядность кода.Любое натуральное число А в.пакетном й-коде представляется в следую" щем виде: А 1 11000 ИД 000131(2) Из (2) для любого натурального числа А в пакетном й-коде видно,что Ф(1+2)-го н (-1)-го разрядов сумматора, входы 19 и 20 1."х разрядов первого и второго слагаемых в пакетной системе счисления сумматора, входы 21 и 22 1-х разрядов первого и второго слагаемых в традиционной и фибоначчиевой системах счисления сумматора, выход 23 -го разряда суммы сумматора, выходы 24-26 переноса в (1+1)-й, (1.-2)-й и (1.+3)-й разряды сумматора, вход 27 задания традиционной и фибоначчиевой систем счисления сумматора, вход 28 задания пакетной системы счисления сумматора, вход 29 задания фибоначчиевой системы счисления сумматора, вход 30 сброса сумматора.Вес двоичных разрядовпа" кетных Е-кодов задается следующим реккуррентным соотношением: для него характерно наличие пакетов иэ й единиц, а также не менее (2 С) нулей между пакетами из й единиц.Сложение слагаемых, в которых па-кеты из единиц стоят в различных разрядах, выполняется согласно выражению (3), а при нахождении пакетов иэ единиц в одних и тех же разрядах- согласно (4).Накаппивающий сумматор позволяет осуществлять сложение по следующему алгоритму:1 Сложение любых двух чисел, представленных в пакетном 2-коде, осуще-.: ствляется согласно выражениям (5) и (6). Если прй сложении слагаемых окажется, что пакеты иэ единицнаходящиеся в слагаемых, стоят в различных разрядах, то их Сложение производится путем переноса единиц иэ ь-го5 153 и И+1)"го разрядов первого слагаемого в (+3)-й разряд суммы, а пакет единиц второго слагаемого переносится также в (3.+3)-й разряд суммы, но относительно своей -й позиции. При сложении ь-м считается тот разряд в пакете, у которого наименьшая пози" ция 1Если пакеты из единиц, находящиеся в слагаемых, стоят в одних и тех же разрядах, то сложение производится по правилу: пакет единиц первого слагаемого переносится из -го .и (ъ+1)-го разрядов в (+3)-й разряд суммы, а пакет единиц второго слагаемого переходит в сумму без изменения.При нахождении пакета из единиц в одном из слагаемых происходит перенос единиц из х-го и (д+1)-го разрядов этого слагаемого в (д+3)-й разряд суммы.Сложение чисел, представленных в пакетной системе счисления, осущест- вляется за один такт беэ образования промежуточных сумм, что являет,ся .существенным преимуществом этой системы счисления с ранее известными.Сумматор работает следующим образом.При сложении чисел, представленных в традиционной системе счисления, "11 подается лишь на вход 27. На входах 28, 29 присутствует "0". При этих условиях сумматор осуществляет алгоритм сложения Ю 6) +Юб) = М 6+1). Следовательно, имеют значениесигнал данного 1.-го разряда, сигнал.переноса в старший разряд (х+1)-й,сигнал переноса из (-1)-го разрядав данный разряд сумматора.. П р и м е р 1. Сложить числа 120001100 и 28 = 0011100.(табл1). Процесс сложения разрядов первого и второго слагаемых без учета сиг" нала переноса .состоит в следующем:триггер 1 со счетным входом формирует сигнал суммы данного -го разряда, поступающий на вход элемента И 6, разрешающего его выдачу. Сигнал переноса в (1+1)-й разряд сумматора вырабатывается элементами И 5 ИЛИ 11 и элементом 14 задержки. Сигнал переноса из (-1)-го разряда поступает на вход сумматора 2 по моду 2916 6лю два, который без изменения выдает его на вход элемента ИЛИ 10, подключенного к счетному входу триггера, и суммирует со значением данногоразряда.При суммировании в традиционнойсистеме счисления сигнал переноса из(х)-го разряда участвует лишь всложении, не влияя на получение сигнала переноса из данного разряда.При работе с числами, представленными в фибоначчиевой системе счисления, "1" присутствует на входах 27и 29. В данном случае сумматор выполняет алгоритм сложения Чф(1)+ М 6)" Ч(х+1)+ Ч(1-2). Следовательно, необходимы сигнал20 суммы данного разряда, сигналы переноса в (х+1)-й, (х)-й разряды, сигналы переноса из (-1)-го разрядасумматора и (1+2)-.го разряда.Рассмотрим особенность сложения25 чисел в этой системе счисления. На-личие двух сигналов переноса в данный -.й разряд сумматора предполагает необходимость формирования из нихсигнала для участия в сложении и сиг-.3 О нала переноса из данного х-го разряда,П р и м е р 2, Сложить числа 33 =;= 010101010 и 28 = 010010100 (табл.2,Рассмотрим работу сумматора с учетом изложенного. При наличии лишь од 35ного сигнала переноса в любом разряде на выходе сумматора 2 по модулюдва формируется единичный сигнал, который через элемент ИЛИ 10 поступаетна счетный .вход триггера 1, где учитывается с поступающим сигналом вданный разряд сумматора.При наличии одновременно двух сигналов переноса в любом разряде на 5 капливающего сумматора на выходесумматора 2 по модулю два формируетсянулевой сигнал, который не изменяетсостояние триггера, но при этом элементом И 3 формируется единичный сиг-.5 О нал переноса из данного РазрядаСигнал суммы данного разряда с выхода триггера 1 поступает на входэлемента И 6, подключенного к входу27, "1" на котором разрешает выдачусуммы данного -го разряда сумматора.Сигнал переноса с выхода элементаИЛИ 11 через элемент 14 задержки поступает в соответствующие разрядысумматора.1532916 50 55 При работе сумматора с числами,Представленными в пакетной системесчисления, осуществляется алгоритм,представленный соотношениями (5) и (6),этом случае "1" подается на вход28, что приводит к работе элементов7 и 8, которые разрешают прохождение сигналов переноса в х-.й,(1+1)-йи (1+3)-й разряды, а также подключатся входы 15 и 16 переносов из (х 3)-го и (х)"го разрядов сумматорасоответственно,Наличие "0" йа входах 27 и 29приводит к тому, что на выходе эле"ментов И 6 и 9 генерируется "О", Следовательно, сумматор подключен к выходам переносов из (-3)-го и 5-1)го разрядов и выходам переносов в(1+1)-й и (х+3)-й разряды сумматора,а также к выходу суммы данного -го1 разряда сумматора, Слагаемые подаются на вход сумматора поочередно,по две единицы (так как й 2) на входы элемента И 4, причем -м считается тот разряд в пакете из й единиц,у которого наименьшая позицияВ силу особенности представлениячисел в пакетной системе счислениясигналы переноса в (1+1)-й, (+3)-йразряды поступают в разряды, заведомо.содержащие "0", Это исключаетпорождение промежуточных сумм и дополнительных переносов, что приводит к повышению быстродействия сумматора,П р и и е р 3. Сложить числа 0000000000000 и 7=000011000000(табл.З). При поступлении на вход сумматораслагаемых, в которых пакет из единиц находится только в одном иэ них,на выходе элемента И 4 формируетсяединичный сигнал, который через элемент ИЛИ 10 поступает на счетныйвход триггера 1, переводя его в единичное состояние. Единичный сигнал свыхода триггера 1 поступает на входэлемента И 8, который разрешает прохождение сигналов переноса в (х+3)-йразряд сумматора,П р и м е р 4. Сложить числа 5 =(табл, 4). При поступлении на вход сумматора слагаемых, в которых пакеты из единиц стоят в различных разрядах,на выходе элемента И 4 после каждого поступления пакета из слагаемыхпоочередно формируются единичные сигкалы, которые через элемент ИЛИ 10переводят триггер 1 в единичные состояния и формируют переносы в ( +-й и (1+1)-й разряды сумматора непроизводится, так как 1.-е разряды впакетах слагаемых не совпадают, аперед поступлением на вход каждогох-го разряда слагаемого на вход 30сброса подается сигнал, по которомутриггеры 1 всех разрядов устанавливаются в нулевое состояние.П р и м е р 5. Сложить числа 7(табл.5)При поступлении на вход сумматора" .слагаемых, в которых пакеты из единиц стоят в одних и тех же разрядах,на выходе элемента И 4 после каждогопоступления пакета из слагаемых по очередно формируются два единичныхсигнала, которые через элемент ИЛИ10 поступают на счетный вход триггера 1. Первый единичный сигнал переводит. триггер 1 в единичное состояние. Единичный сигнал с выхода триг"гера 1 поступает на элемент И 8, который разрешает перенос в (1+3)-йразряд сумматора. Второй единичныйсигнал переводит триггер 1 в нулевое 35состояние, но при этом 1 срабатываетэлемент И 5, Единичный сигнал с выхода элемента И 5 через элемент ИЛИ11 поступает на вход элемента 14 задержки, с его выхода - на вход элемента И 7 и через элемент ИЛИ 13 в-й разряд сумматора, а также одновременно на выход переноса в (1+1)-йразряд. Формула изобретения Накапливающий сумматор, содержащий в 1.-м разряде триггер, сумматор по модулю два, с первого по седьмой элементы И, с первого по четвертый элементы ИЛИ и элемент задержки, при" чем входы ь-х разрядов первого и второго слагаемых в традиционной и фибоначчиевой системах счисления сумматора (1.=1 п, и - разрядность слагаемых) соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ х-го разряда сумматора, выход которого соединен со счетнымО О О О О. О Сумма входом триггера и с первым входом первого элемента И -го разряда сумматора, вход сброса сумматора соединен с входами установки в "О". триг 5 геров разрядов сумматора, прямой выход триггера -го разряда сумматора соединен с вторым входом первого эле" мента И д"го разряда сумматора, выходы первого и второго элементов И д-го разряда сумматора соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ э.-го разряда сумматора, выход сумматора по модулю два -го разряда сумматора соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ -го разряда сумматора, выход второго элемента,ИЛИ х-го раз-, ряда сумматорачерез элемент задержки соединен с первым входом третьего элемента И -го разряда сумматора, второй вход которого соединен с входом задания "фибоначчиевой" системы счисления сумматора, вход за-.дания традиционной и "фибоначчиевой" 25 систем счисления сумматора соединен с первым входом четвертого элемента И т-го разряда сумматора, выход которого соединен с первым входомтретьего элемента ИЛИ 1-го Разряда 30 сумматора, выходы третьего элемента ИЛИ и пятого элемента И х-го разряда сумматора соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого элемента ИЛИ 1-го Разряда сумматораэ 35 прямой выход триггера -го разряда сумматора соединен с первым входом шестого элемента И -го разряда сумматора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области при О менения за счет суммирования двоичных чисел, представленных в пакетной системе счисления при сохранении возможности суммирования двоичных чис елв традиционной и фибоначчиевой системах счисления, вход задания пакетнойсистемы счислениясумматора соединенс первым входом пятого элемента И ис вторым входом шестого элемента И-го разряда сумматора, выход элемента задержки х-го разряда сумматорасоединен с вторым входом пятого элемента И х-го разряда сумматора, прямой выход триггера х-го разряда сумматора соединен с вторым входОм четвертого элемента И х-го Разряда сумматора, входы -х разрядов с первогопо 1-е слагаемых (й - параметр пакетной системы) в пакетной системесчисления сумматора соединены с соответствующими входами седьмого элемента И -го разряда сумматора, выход которого соединен с четвертымвходом первого элемента ИЛИ -го разряда сумматора, выход четвертого элемента ИЛИ -го разряда сумматора является выходом х-го разряда суммысумматора, выход элемента задержки .х-го разряда сумматора соединен спервыми входами сумматора по модулюдва и второго элемента И (х+1)-горазряда сумматора, выход третьегоэлемента И -го разряда сумматорасоединен с вторыми входами сумматора по модулю два и второго элементаИ (-2)-го разряда сумматора, с второго по С-й входы третьего элементаИЛИ -го разряда сумматора соедине- .ны соответственно с выходами элементов задержки с (-1)-го по (х-с+1)-йразрядов сумматора, (й+1)-й входтретьего элемента ИЛИ -го разрядасумматора соединен с выходом шестого,элемента И (-ЗС)-го разряда сумматора. О Первое слагаемое О Второе слагаемое О Промежуточные суммы0 0 О Вес. разрядов5 4 3 2 2 1 12Ч имеч ание игнал переноса ервое слагаемое 1 и и б Т+ д ь+3 1 1 Сигналы переноса0 Сумма 0 0 0 О О О 0 1 0 Составитель А.КлюевРедактор Л.Пчолинская Техред.Л.Олийнык Корректор В.Кабаций Заказ 8100/53 Тираж 668 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент"г,ужгород, ул. Гагарина,101 0 0 0 0 0 0 0 0