| Пріоритети: | Винахід відноситься до обчислювальної техніки, призначене для підсумовування двійкових чисел і може бути використане в системах передачі та обробки інформації для цифрової обробки сигналів при вирішенні комбінаторних завдань. Технічним результатом є зменшення апаратних витрат та розширення функціональних можливостей за рахунок підсумовування масивів даних та контролю загальної суми даних із заданим порогом. Пристрій містить деревоподібну структуру суматорів, елемент АБО і компаратор, причому інформаційні входи даних багатовхідного суматора об'єднані в М груп n-розрядних зовнішніх входів пристрою, (М-1) n-розрядних суматорів деревоподібної структури об'єднані до каскадів (k=]log 2 M [більше ціле), перший каскад містить [М/2] (ціла частина) суматорів, другий каскад містить [М/4] суматорів, i-й каскад містить [М/2 i ] суматорів (i=3, 4, , k-1), , k-й каскад містить один суматор, сигнали переносів суматорів каскадів і вихід компаратора, який порівнює обчислену суму масиву вхідних даних із заданим порогом, об'єднуються АБО і формують вихідний сигнал перевищення порога. 1 іл.
Малюнки до патенту Україна 2547625
Винахід відноситься до обчислювальної техніки, призначене для підсумовування двійкових чиселвикористано в системах передачі та обробки інформації для цифрової обробки сигналів, при вирішенні комбінаторних завдань та в контрольній апаратурі.
Недоліком цього пристрою є відсутність засобів для паралельного підсумовування масиву двійкових даних.
Недоліком цього пристрою є послідовне підсумовування груп однойменних розрядів з накопиченням суми буферному регістрі.
Найбільш близьким пристроєм того ж призначення до заявленого винаходу за сукупністю ознак є прийнятий за прототип лічильник числа одиниць у слові даних (Дж. Ф. Уейкерлі. Проектування цифрових пристроїв. У 2-х томах. - М.: Постмаркет, 2002. - 1088 с ., рис.6.15, с.606-609), що містить деревоподібну структуру суматорів - на першому рівні однорозрядні суматори, на другому - трирозрядні суматори, на третьому - чотирирозрядні суматори і т.д.
Недоліком цього пристрою є те, що проводиться підсумовування однорозрядних чисел.
До причин, що перешкоджають досягненню вказаного нижче технічного результату, відноситься відсутність коштів, що забезпечують порівняння отриманої суми із заданим порогом суми.
Технічним результатом винаходу є зменшення апаратних витрат та розширення функціональних можливостей за рахунок підсумовування масивів даних та контролю загальної суми даних із заданим порогом.
Зазначений технічний результат при здійсненні винаходу досягається тим, що багатовхідний суматор, що містить деревоподібну структуру суматорів, введені елемент АБО і компаратор, причому інформаційні входи багатовходового суматора об'єднані в М груп n-розрядних зовнішніх входів даних пристрою, (М-1) n-розряд суматорів деревоподібної структури об'єднані до каскадів (k=]log 2 M[більшеціле), причому перший каскад містить [М/2] (ціла частина) суматорів, другий каскад містить [М/4] суматорів, i-й каскад містить [М/2 i ] суматорів (i=3, 4, , k -1), , k-й каскад містить один суматор, зовнішні непарні входи даних пристрою з'єднані з першими групами входів відповідних суматорів першого каскаду суматорів, другі групи входів яких з'єднані із зовнішніми парними групами входів даних пристрою, інформаційні виходи непарних сумматорів i-го (i=2, 2, , k-1) з'єднані з першими групами входів відповідних суматорів (i+1)-го каскаду, другі групи входів яких з'єднані з інформаційними виходами парних суматорів i-го каскаду, інформаційні виходи суматора k-го каскаду є першими виходами пристрою та з'єднані з другою групою входів компаратора, перша група входів якого з'єднана із зовнішньою групою входів S пристрою максимуму суми даних, вихід компаратора з'єднаний з першим входом елемента АБО, інші входи якого з'єднані з виходами переносів всіх (М-1) суматорів , а вихід елемента АБО є другим виходом пристрою.
На фіг. 1 наведена схема пропонованого багатовхідного суматора для М=16 груп n-розрядних входів пристрою.
На фіг. 1 прийнято такі позначення: суматори першого каскаду 1 1 , 1 2 , , 1 8 (індекс вказує номер суматора в каскаді), суматори другого каскаду 2 1 , 2 2 , 2 3 , 2 4 . суматори третього каскаду 3 1 3 2 суматор четвертого каскаду 4 1 компаратор 5, елемент АБО 6, вхід 7 порогу максимальної суми S, перші виходи 8 суми, другий вихід 9 перевищення заданого порога.
Багатовхідний суматор містить М груп n-розрядних зовнішніх входів даних пристрою D1-D16 (на фіг. 1 М=16). До складу багатовходового суматора включені (М-1) n-розряднісуматорів, що утворюють деревоподібну структуру, при цьому суматори об'єднані в k каскадів (k=]log 2 M[більше ціле]. На фіг.1 кількість каскадів k=4 (]log 2 l6[). Перший каскад містить вісім суматорів 1 1 , 1 2 , , 1 8 , другий каскад містить чотири суматора 2 1 , 2 2 , 2 3 , 2 4 ; . Зовнішні входи пристрою D1-D16 приєднані до відповідних входів суматорів першого каскаду 1 1 , 1 2 , 1 8 . Виходи суматорів першого каскаду 1 1 , 1 2 , , 1 8 з'єднані з відповідними входами суматорів другого каскаду 2 1 , 2 2 , 2 3 , 2 4 , виходи яких з'єднані з входами суматорів третього каскаду 3 1 входами суматора четвертого каскаду 4 1 .
Виходи суматора четвертого каскаду 4 є першими виходами пристрою 8. Перша група входів компаратора 5 з'єднана із зовнішньою групою входів 7 пристрою максимуму суми даних S, а друга група входів з'єднана з виходами суматора четвертого каскаду 4 1 .
Вихід компаратора 5 з'єднаний з першим входом елемента АБО 6, інші входи якого з'єднані з виходами переносів всіх (M-1) суматорів. Вихід елемента АБО 6 є другим виходом пристрою 9 перевищення заданого порога S.
Пропонований багатовхідний суматор працює наступним чином.
М груп n-розрядних зовнішніх входів пристрою D1-D16 подається масив вхідних даних. Вхідні дані попарно складаються на суматорах першого каскаду 1 1 , 1 2 , , 1 8 на виходах яких формуються значення суми і одиничні сигнали перенесення CO=1, при перевищенні n-розрядної суми. Далі значення сум першого каскаду складаються на суматорах другого каскаду 2 1 2 2 2 3 2 4 на виходах якихформуються значення суми та сигнали перенесення CO=1, при перевищенні n-розрядної суми. Далі аналогічно обчислюються суми та формуються сигнали перенесення CO=1 для третього та четвертого каскадів.
В результаті підсумовування на виході суматора 4 четвертого каскаду 4 буде отримана сума масиву вхідних даних, яка передається на групу перших виходів 8. Крім того, дана сума на компараторі 5 порівнюється із заданим на вході 7 порогом максимальної суми S. Якщо сума масиву перевищує поріг S , на виході компаратора 5 формується одиничний сигнал.
Одиничні сигнали переносів CO=1 суматорів всіх і сигнал перевищення порога S з компаратора 5 надходять елемент АБО 6 і з його виходу передаються на другий вихід пристрою 9.
У пропонованому пристрої кожен із елементів масиву вхідних даних D1-D16 має розрядність n. У цьому поріг суми S також має розрядність n. Введення перевірки сигналів перенесення суматорів дозволило ввести у всіх суматорів єдину розрядність n.
Вищевикладені відомості дозволяють зробити висновок, що пропонований багатовхідний суматор має деревоподібну структуру, має регулярність структури і зв'язків і відповідає технічному результату, що заявляється - зменшення апаратних витрат і розширення функціональних можливостей за рахунок підсумовування масивів даних і контролю загальної суми даних із заданим порогом.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Багатовхідний суматор, що містить деревоподібну структуру суматорів, який відрізняється тим, що в нього додатково введені елемент АБО і компаратор, причому інформаційні входи багатовходового суматора об'єднані в М груп n-розрядних зовнішніх входів даних пристрою, (М-1) n-розрядних суматорів деревовиди до каскадів (k=]log 2 M[велике ціле),причому перший каскад містить [М/2] (ціла частина) суматорів, другий каскад містить [М/4] суматорів, i-й каскад містить [М/2 i ] суматорів (i=3, 4, , k-1) , , k-й каскад містить один суматор, зовнішні непарні входи даних пристрою з'єднані з першими групами входів відповідних суматорів першого каскаду суматорів, другі групи входів яких з'єднані із зовнішніми парними групами входів даних пристрою, інформаційні виходи непарних суматорів i-го каскаду l, 2, , k-1) з'єднані з першими групами входів відповідних суматорів (i+1)-го каскаду, другі групи входів яких з'єднані з інформаційними виходами парних суматорів i-го каскаду, інформаційні виходи суматора k-го каскаду є першими виходами пристрої та з'єднані з другою групою входів компаратора, перша група входів якого з'єднана із зовнішньою групою входів S пристрою максимуму суми даних, вихід компаратора з'єднаний з першим входом елемента АБО, інші входи якого з'єднані з виходами переносів всіх (М-1) суматорів, а вихід елемента АБО є другим виходом пристрою.
