Накапливающий сумматор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1) С 06 Г Е ИЗ ТЕНИ ЛИ,ОТЫ К АВТОРСКОМУ ЕЛЬСТВУ сигнал вертый приче счетч ого элечетвервходами соединен с вторы мента ИЛИ, выход того элементов И второго элемента первого и третье динены с входом щего разряда сум вого элемента НЕ ключен к первым входом первтретьего исоединены сИЛИ; первыео элементовереноса из п входыИ соеедыдум перматоравыхо входам ртов И И сое о ото ого подо ий входпервым вто тверто лем вто рвого элемента не вым счетчмент ИЛИпервого эния кольц ом содержит пе первый элемент и эл выход та И блока уп счетчиком подклю ена ИЛ ому входуе блока, в первого элеменыходы кольцевок выходам резуда сумматора,с я тем, что,стродействия,счета подключень т та данного разрялич ающ ийлью повышения бы т - це- блок правления коль ены первый эле евым счетчикоент НЕ, второй элементы Ив блок формир вветретии и четверть рой элемент ИЛИ,вто ван ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(56) 1. Авторское свидетельство СССРМф 890393, кл. С 06 Г 7/72, 1980.2. Карцев М.А. Арифметика цифровых машин, М., "Наука", 1969,с. 252-254, рис. 2-46 (прототип) .(54) (57) 1. НАКАПЛИВАКЦИИ СУММАТОР,содержащий в каждом разряде кольцевой сЧетчик, блок управлция кольцевым счетчиком и блок формированиясигнала переноса, содержащий первыйэлемент ИЛИ и первый и второй элементы И, выходы которых подключенысоответственно к первому и второмувходам элемента ИЛИ блока формирования сигнала переноса, выход которогоявляется выходом переноса в следующий разряд сумматора, первый входпервого элемента И блока формирования сигнала переноса подключен к вхо у переноса из предыдущего разр умматора, блок управления коль ЯО 13 04506 переноса введецы третий, че пятый и шестой элементы И,в блоке управления кольцевымом выход второго элемента И входом данного разряда первого операнда сумматора, вторые входы второго и третьего элементов И соединеныс вторым входом данного разряда первого операнда сумматора, второй входчетвертого элемента И соединен стретьим входом данного разряда первого операнда сумматора, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключенысоответственно к первому и второмууправляющим входам кольцевого счетчика, первый, второй и третий устацовочные входы которого подключены к соответствующим входам данного разрядавторого операнда сумматора, счетныйвход кольцевого счетчика соединен стактовой шиной сумматора, в блокеформирования сигнала переноса выходытретьего, четвертого, пятого и шестого элементов И подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ,второй и третий входы первого элемента И подключены к второму входу данного разряда первого операнда сумматора и второму задержанному выходукольцевого счетчика, первые входывторого и третьего элементов И подключены к входу переноса из предыдущего разряда сумматора, а вторые входы соединены с третьим входом данного разряда первого операнда сумматора и .с третьим задержанным выходомкольцевого счетчика, первый вход четвертого элемента И соединен с вторымвходом данного разряда первого операнда сумматора, первые входы пятогои шестого элементов И соединены стретьим входом данного разряда первого операнда сумматора, вторые входы четвертого и пятого элементов Исоединены с третьим задержанным выходом кольцевого счетчика, второйвход шестого элемента И соединен свторым задержанным выходом кольцевого счетчика, четвертый вход первогоэлемента И и третьи входы элементов Ис второго по шестой подключены квходу управления переносом сумматора. 2. Сумматор по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем реализации операции вычитания, в каждом разряде сумматора в блок управления кольцевым счетчиком введены второй элемент НЕ и четыре элемента И, а в блок формирования сигнала переноса введены пять элементов И и второй элемент ИЛИ, причем в блоке управления кольцевым счетчиком третьи входы первого, второго, третьего и четвертого элементов И соединены с входом управления сложением сумматора, выходы пятого и шестого элементов И соединены с третьим и четвертым входами первого элемента ИЛИ соответственно, выходы седьмого и восьмого элементов И соединены с третьим и четвертым входами второго элемента ИЛИ соответственно, первые входы пятого и восьмого элементов И подключены к входу заема из предыдущего разряда сумматора и входу второго элемента НЕ, выход которого соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И, вторые входы пятого и седьмого элементов И соединены с вторым входом данного разряда первого операнда сумматора, второй вход шестого элемента И соединен с третьим входом данного разряда первого операнда сумматора, второй вход восьмого элемента И подключен к первому входу данного разряда первого операнда сумматора, третьи входы элементов И с пятого повосьмой соединены с входом управлениявычитанием сумматора, в блоке формирования сигнала переноса выходы элементов И с шестого по одиннадцатый соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого является выходом заема из данного разряда сумма - тора, первый и второй входы седьмого элемента И подключены к третьему входу данного разряда первого операнда сумматора и к первому задержанному выходу кольцевого счетчика соответственно, первый и второй входы восьмого элемента И подключены к второму входу данного разряда первого операнда сумматора и к первому задержанному выходу кольцевого счетчика соответственно, первый и второй входы девятого элемента И подключены к входу заема из предыдущего разряда сумматора и к первому задержанному выходу кольцевого счетчика соответственно, первый, второй и третий входы десятого элемента И подключены к второму задержанному выходу кольцевого счетчика, к второму входу данного разряда первого операнда сумматора и входу заема из предыдущего разряда сумматора соответственно, первый, второй и третий входы одиннадцатого элемента И подключены к третьму входу данного разряда первого операнда сумматора, третьему задержанному выходу кольцевого счетчика и входу заема из предыдущего разряда сумматора, третьи входы элементов И с седьмого по девятый и четвертые входы десятого и одиннадцатого элементов И подключены к входу управления переносом сумматора.1 110Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в различных устройствах, выполняющих математические и логические операции в троичной системе счисления,5Известен сумматор по модулю три, содержащий регистр суммы, выполненный на двух триггерах со счетным входом, девяти элементах И и двух элементах ИЛИ. В этом сумматоре на 1 О входы слагаемого подают двоичные рые он преобразует в числа "00", "01", " 10" с учетом содержимого триггеров в соответствии с функцией сум мирования по модулю три. При этом новый результат суммы остается в триггерах Ц .ЭОднако этот сумматор не предназначен для сложения по модулю три многоразрядных чисел. Наиболее близким к изобретению является накапливающий сумматор, содержащий в каждом разряде кольцевой25 счетчик, блок управления кольцевым счетчиком, содержащий элементы И, ИЛИ и задержки, и блок формирования сигнала переноса, содержащий элементы И, ИЛИ и триггер 1 причем выходы первого и второго элементов И блокаЗО формирования сигнала переноса соединены с входами элемента ИЛИ блока формирования сигнала переноса, выход которого является выходом переноса в следующий разряд сумматора, выход элемента И блока управления кольцевым счетчиком соединен с первым входом элемента ИЛИ блока управления кольцевым счетчиком, второй вход которого соединен с первым входом первого 40 элемента И блока формирования сигнала переноса и с входом переноса из предыдущего разряда сумматора, выходы кольцевого счетчика являются выходами результата данного разряда сум матора, выход элемента ИЛИ блока управления кольцевым счетчиком через элемент задержки того же блока подключен к счетному входу кольцевого счетчика, последний выход кольцевого 50 счетчика соединен с вторым входом первого и первым входом третьего элементов И блока формирования сигнала переноса, второй вход третьего элемента И блока формирования сигна ла переноса подключен к выходу элемента И блока управления кольцевым счетчиком, а выход - к входу тригге 506 2ра блока формирования сигнала переноса, выход которого соединен с первым входом второго элемента П блока формирования сигнала переноса, второй вход которого соединен с управляющимвходом сумматора, первый вход элемента И блока управления кольцевымсчетчиком соединен с входом операнда данного разряда сумматора, а второй вход - с входом синхронизациисумматора 2 .Иодуль, по которому ведется счетсумматором, определяется выбором модуля кольцевых счетчиков, используемых в каждом разряде сумматора, Одиниз суммируемых операндов хранитсяв кольцевых счетчиках в виде кода,а другой необходимо представить ввиде количества импульсов, что в достаточной мере неудобно и требует дополнительного времени для подготовкиоперандов. Прямой пересчет количест-,ва импульсов кольцевыми счетчикамитакже требует значительных временныхзатрат. Кроме того, сумматор не можетосуществлять операцию вычитания. Цель изобретения - повышение быстродействия сумматора и расширение функциональных возможностей путем реализации операции вычитания.Поставленная цель достигается тем, что в накапливающем сумматоре, содержащем в каждом разряде кольцевой счетчик, блок управления кольцевым счетчиком и блок формирования сигнала переноса, содержащий первый элемент ИЛИ и первый и второй элементы И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ блока формирования сигнала переноса, выход которого является выходом переноса в следующий разряд сумматора, первый вход первого элемента И блока формирования сигнала переноса подключен к входу переноса из предыдущего разряда сумматора, блок управления кольцевым счетчиком содержит первый элемент ИЛИ и первый элемент И, выход первого элемента И блока управления кольцевым счетчиком подключен к первому входу первого элемента ИЛИ того же блока, выходы кольцевого счеФ- чика подключены к выходам результата данного разряда сумматора, в блок управления кольцевым счетчиком введены первый элемент НЕ, второй, третий и четвертый элементы И, второйэлемент ИЛИ, в блок формированиясигнала переноса введены третий,четвертый, пятый и шестой элементы И,причем в блоке управления кольцевымсчетчиком выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов И соединены с входа"ми второго элемента ИЛИ, первые входы первого и третьего элементов Исоединены с входом переноса из пре 10 дыдущего разряда сумматора и входом первого элемента НЕ, выход которогоподключен к первым входам второгои четвертого элементов И, второйвход первого элемента И соединен спервым входом данного разряда первого операнда сумматора, вторые входывторого и третьего элементов И соес третьим входом данного разряда первого операнда сумматора,выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены соответственно к первому и второму управляющим входам кольцевогосчетчика, первый, второй и третийустановочные входы которого подключены к соответствующим входам данного разряда второго операнда сумма 1 тора, счетный вход кольцевого счет 30 чика соединен с тактовой шиной сумматора, в блоке формирования сигнала переноса выходы третьего, четвертого, З 5 пятого и шестого элементов И подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ, второй и третий входы первого элемента И подключены квторому входу данного разряда первого операнда сумматора и второму задержанному выходу кольцевого счетчи 40 ка, первые входы второго и третьегоэлементов И подключены к входу переноса из предыдущего разряда сумматора, а вторые входы соединены с третьим входом данного разряда первого 45 операнда сумматора и с третьим задержанным выходом кольцевого счетчика,первый вход четвертого элемента И 50 соединен с вторым входом данного 1,азряда первого операнда сумматора, первые входы пятого и шестого элементов И соединены с третьим входом данного разряда первого операнда сумматора, вторые входы четвеотого и пятого элементов И соединены с третьим задержанным выходом кольцевого счетдинены с вторым входом данного разряда первого операнда сумматора, второйвход четвертогоэлемента И соединен чика, второй вход шестого элемента И соединен с вторым задержанным выходом кольцевого счетчика, четвертый вход первого элемента И и третьи входы элементов И с второго по шестой подключены к входу управленияФпереносом сумматора.Кроме того, в каждом разряде сумматора в блок управления кольцевым счетчиком введены второй элемент НЕ и четыре элемента И, а в блок формирования сигнала переноса введены пять элементов И и второй элемент ИЛИ, причем в блоке управления кольцевым счетчиком третьи входы первого, второго, третьего и четвертого элементов И соединены с входом управления сложением сумматора, выходы пятого и шестого элементов И соединены с третьим и четвертым входами первого элемента ИЛИ соответственно, выходы седьмого и восьмого элементов И соединены с третьим и четвертым входами второго элемента ИЛИ соответственно, первые входы пятого и восьмого элементов И подключены к входу заема из предыдущего разряда сумматора и входу второго элемента НЕ, выход которого соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И, вторые входы пятого и седьмого элементов И соединены с вторым входом данного разряда первого операнда сумматора, второй вход шестого элемента И соединен с третьим входом данного разряда первого операнда сумматора, второй вход восьмого элемента И подключен к первому входу данного разряда первого операнда сумматора, третьи входы элементов И и с пятого по восьмой соединены с входом управления вычитанием сумматора, в блоке формирования сигнала переноса выходы элементов И с шестого по одиннадцатый соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого является выходом заема из данного разряда сумматора, первый и второй входы седьмого элемента Иподключены к третьему входу данного разряда первого операнда и к первому задержанному выходу кольцевого счетчика соответственно, первый и второй входы восьмого элемента И подключены к второму входу данного разряда перного операнда сумматора и к первому задержанному выходу кольцевого счетчика соответственно, первый н второйвходы девятого элемента И подключейы к входу заема из предыдущего разряда сумматора и к первому задержанному выходу кольцевого счетчика соответственно, первый, второй и третий входы десятого элемента И подключены к второму задержанному выходу кольцевого счетчика, к второму входу данного разряда первого операнда сумматора и входу заема из предыдущего разряда О сумматора соответственно, первый, второй и третий входы одиннадцатого элемента И подключены к третьему входу данного разряда первого операнда сумматора, третьему задержанному 15 выходу кольцевого счетчика и входу заема из предыдущего разряда сумматора, третьи входы элементов И с седьмого по девятый и четвертый входы десятого и одиннадцатого элементов И 20 подключены к входу управления переносом сумматора.На фиг. 1 представлена схема одного разряда накапливающего сумматора, осуществляющего суммирование по модулю три, на фиг. 2 - рункциональная схема блока управления кольцевым счетчиком, на фиг. 3 - функциональная схема блока формирования сигнала переноса; на фиг, 4 - функциональная ЗО схема кольцевого счетчика; на фиг.5- схема одного разряда накапливающего сумматора, усовершенствованного таким образом, что он может производить операцию вычитания по модулю триф 35 на фиг. 6 и 7 - функциональные схемы усовершенствованных блока управления кольцевым счетчиком и блока формирования сигнала переноса.Сумматор (фиг. 1) содержит в каж 4 О дом разряде кольцевой счетчик 1, блок 2 управления кольцевым счетчиком, входы 3 операнда Х, вход 4 переноса, блок 5 формирования сигнала переноса, входы которого соединены с входом 445 переноса, входами 3 операнда Х, задержанными выходами 6 кольцевого счетчика 1 и входом 7 управления переносом, а выход соединен с выходом 8 переноса в следующий разряд сумматора. Сумматор содержит также тактовую шину 9, выходы 10 результата, входы 11 операнда У. Блок 2 (фиг, 2) содержит элементы ИЛИ 12 и 13, элементы И 14-17, элемент НЕ 18 и подключен своими выходами 19 и 20 к управляющим входам счетчика 1, Блок 5 (фиг. 3) содержит элемент ИЛИ 21, элементы И 22-27. Кольцевой счетчик 1 (фиг. 4) построен на элементах И-НЕ 28.В случае необходимости выполненияоперации вычитания в сумматор (фиг.5) добавляются вход 29 управления сложением, вход 30 управления вычитанием, каждый разряд сумматора содержит вход 3 1 заема из предыдущего разряда и выход 32 заема из данного разряда, в блок 2 (фиг. 6) дополнительно введены элементы И 33-Зб и НЕ 37, а в блок 5 (фиг. 7) - элементы ИЛИ 38 и И 39-43.Накапливающий сумматор (фиг, 1) работает по модулю три, При суммировании на входы 3 и 11 подаются прямье значения троичного разряда операндов (слагаемых) в виде наборов Гхо 1 Ч 11 х д 11 и Цр 1 1 ,1, комбинации 100 которых соответствуют нулю, 0 ОД в . единице, а 10011 - двум, Затем тактовым импульсом по шине 9 производят суммирование в счетчике 1. При этом блок 2 управляет направлением счета в зависимости от сигнала переноса Р;на входе 4 и входной комбинации на входе 3, формируя на выходах 19 и 20 сигналы.:Р хи ч Рхо,)В случае 11, = 1 и 1, = 0 происходит счет в прямом направлении, что соответствует увеличению содержимого счетчика 1 на единицу. При 1 = 01и 1, = 1 счет происходит в обратном направлении, соответствующем увеличению содержимого счетчика 1 на две единицы,формирование переноса на выходе 8 в блоке 5 происходит в соответствии с выражениемгде ( - сигнал на входе 7 иифр114 )3 31 значения кода У, записанного в счетчик 1.В случае, когда возможно как выполнение сложения, так и вычитания, сказанное справедливо при задании на входах 29 и 30 сигналов с = .15ф- О. В режиме вычитания на вход 29 30 подают нсрз = О, %= .110450 б Уменьшаемое записывают по входам 11 в счетчик 1, вычитаемое подают на входы 3. Воздействием тактово" го импульса по шине 9 производят вычитание. При этом блок 2 формирует сигнапы согласно выражениям 2,.,Х, Ч 7 сХ,17, Х 1 ч-( Хо )где Е;- сигнал заема из предыдущего разряда на входе 31. В случае 1 = 1,= 0 происходит счет в прямом направлении, соответствующем вычитанию из содержимого счетчика 1 двух единиц. 11 ри 11, = О, 12, = 1 счет происходит в обратном направлении, что равносильно уменьшению содержимого счетчика 1 на единицу.Формирование заема на выходе 32 в режиме вычитания происходит в соответствии с выражением=9(х цы хг Ч,чх цо; чЕ;.,ц; О Положительный эффект заключаетсяв повышении быстродействия, связанном с тем, что результат операцииформируется эа один такт, и быстродействие ограничено только распространением переноса (пересчет импульсовне требуется), Дополнительный эффектсвязан с возможностью реализацииоперации вычитания.1104506 Составитель В,ороховТехреду А.Бабинец Корректор А.ференц Редактор Н.Бобкова филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 Заказ 5261/35 Тираж 699 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5