Комбінаційний двійковий суматор
До СВІДОЦТВОМ
922729 (61) Додаткове до авт. свид-ву (22) Заявлено 16. 08. 79 (21) 2820362/18-24
G 06 F 7/50 з приєднанням заявки 11о (23) Пріоритет
СРСР та у справах винаходів та відкриттів ($3) УДК 681. 325. 5 (088.8) Опубліковано 230482. Бюлетень 11о 15
М-.К.Бушуєв, І.І.Шагурін, В.П.Болдирєв та Ю.І.Савотін
Московський ордена Трудового Червоного Прапора інженерно-фізичний інститут (71) Заявник (54)
Винахід відноситься до автоматики та обчислювальної техніки, зокрема до арифметичних пристроїв ЕОМ.
Відомий комбінаційний суматор двійкових чисел, що містить блоки формувань суми та генерування переносів (1j.
Недоліком такого суматора є недостатня швидкодія.
Однак введені блоки складні, і час проходження сигналу по ланцюгах перенесення досить великий.
Найбільш близьким до винаходу є комбінаційний двійковий суматор, який містить m груп, причому кожна група суматора містить блоків формування сигналів виникнення і заборони переносів, блок формування внутрішньогрупових переносів, блоків формування суми, а також блок формування міжгрупових переносів (31.
Недолік цього суматора вЂ" мала швидкодія через велику затримку формування сигналів міжгрупового перенесення, які виходять після формування сигналів внутрішньогрупових переносів, і великої кількості каскадів у схемі міжгрупового перенесення
Мета винаходу вЂ" підвищення швидкодії комбінаційного двійкового суматора.
Поставлена мета досягається тим, що у комбінаційному двійковому
15 суматор вмісту eM і груп при чому кожна група суматора містить л блоків формування сигналіввиникнення та заборони переносів, блок формування внутрішньогрупових переносів, н блоків формування суми, а також блок формування міжгрупових переносів, причому входи блоків формування сигналів виникнення та заборони-перенесення з'єднані з вхідними шинами доданків сумматОра, а виходи цих блоків порозрядно з'єднані з входами відповідних блоків формування і з входами блоку формування внутрішньогрупових переносів даної групи,i виходи блоків формування суми сої922729 ливени з відповідними вихідними шинами суми суматора, виходи кожного блоку формування внутрішньогрупових переносів з'єднані з входами переносу блоків формування суми даної групи, починаючи з другого, 5 входи переносу перших блоків суми груп, починаючи з другої, з'єднані з відповідними виходами блоку формування міжгрупових переносів і входами переносу г0 відповідних блоків формування внутрішньогрупових переносів, вхід переносу першого блоку формування суми першої групи з'єднаний з входом переносу відповідного блоку формування внутрішньогрупових переносів і з вхідною шиною переносу суматора формування міжгрупових переносів містить m груп по два каскади елементів НЕ, причому перший каскад утворюють багатовихідні елементи НЕ, входи багатовихідних елементів НЕ з першого по і-й першого каскаду кожної групи блоку формування міжгрупових переносів з'єднані з виходами виникнення переносу відповідного блоку формування сигналів виникнення та заборони переносів, входи багатовихідних елементів НЕ з (і+1)-го (2n)-го першого каскаду кожної групи блоку формування міжгрупових переносів з'єднані з виходами елементів "Монтажне І" з першого по п-й, входи першого елемента "Монтажне І" з'єднані з виходами заборони перенесення 35 блоківформування сигналів виникнення та заборони перенесення даної групи, входи i-ro елемента "Монтажне І" (i =2. n) з'єднані з виходом виникнення переносу (i-1 )-го10 блоку формування сигналів виникнення та заборони переносів та виходами заборони перенесення блоків формування і заборони перенесення з i-го по і-ї цієї групи, вхід (2п+1) -го багатовихідного елемента НЕ першого каскаду кожної групи блоку формування міжгрупових переносів з'єднаний з вхідною шиною переносу суматора, входи (n+1)-ro елемента Монтажне І" кожної k-ї групи блоку формування міжгрупових переносів (k=1. m) з'єднані з першими виходами багатовихідних елементів НЕ з (n+1) -ro по (2n+1) вЂ" і першого каскаду цієї групи, входи (n+2)-го елемента "Монтажне І" k-ї групи блоку формування міжгрупових переносів з'єднані з k-ми виходами багатовихідних елементів НЕ з 1-ro, по п-й всіх груп з 1 і по k-1-ю (2п+2)-ro пер- 60 вого каскаду першої групи блоку формування міжгрупових переносів, входи (n+j+ 1)-го елемента "Монтажне І" I-ї групи блоку формироваггіл міжгрупових переносів (=2. 65
m; . У = 2. Х) з'єднані з р-ми виходами багатовихідних елементів НЕ з (n+1)-ro по (2п+1)-ї першого каскаду (j-1)-ї групи блоку формування міжгрупових переносів. і з 2-ми виходами багатовихідних елементів НЕ з 1-го по і-й першого каскаду з г-й (г-1)-ю групи, виходи елементів "Монтажне І" з (n+1)-ro по (n+
+k+1)-й k-g групи блоку формування міжгрупових переносів з'єднані з входами елементів НЕ з першого по (k+1)-й другого каскаду цієї групи, виходи яких з'єднані з входами (n+k+2)-го елемента " Монтажне "І", вихід якого є виходом міжгрупового переносу k-ї групи блоку формування міжгрупових переносів.
На кресленні представлена функціональна електричнасхема комбінаційного двійкового суматора з числом груп, не рівним три, і числом розрядів групи n=3.
Суматор містить.ш груп з і розрядів у кожній. Кожна група суматора містить п блоків 1 формування сигналів виникнення і заборони переносів, і блоків 2 формування суми, блок 3 формування внутрішньогрупового перенесення і блок формування 4 міжгрупового перенесення, що містить перший каскад з 2п+1 багатовихідних елементів НЕ 5 і 6, другий каскад з k +1 елементів НЕ 7 де k вЂ" номер групи (k=1 вЂ" m).
Входи блоків 1 з'єднані з вхідними шинами 8 і 9 доданків A і, а виходи блоків 1 порозрядно з'єднані з входами відповідних блоків 2 і з входами блоку 3 даної групи. Виходи блоків 2 з'єднані, з відповідними вихідними шинами суми 10 S. Виходи. блоку 3 кожної групи з'єднані з входами перенесення блоків 2, починаючи з другого, входи перенесення перших блоків 2 кожної групи, починаючи з другої, з'єднані з відповідними виходами блоку 4 формування міжгрупових переносів і входами відповідних блоків 3. Вхід перенесення першого блоку 2 першої групи з'єднаний з входом перенесення відповідного блоку 3 та вхідний шиною 11 перенесення суматора.
Входи елементів HE 5 першого каскаду кожної групи з'єднані з виходами виникнення переносів З відповідних блоків 1, входи багатовихідних елементів кожної групи з'єднані з виходами елементів "Монтажне І" 12 першого каскаду з 1-ro по і-ї відповідної групи.
Входи першого елемента "Монтажне І" кожної групи 12 з'єднані з усіма виходами заборони переносів блоків 1 даної групи. 922729 вЂ" до-1
6 .G, G (Формула винаходу
Комбінаційний двійковий суматор, що містить m груп, причому кожна група суматора містить блоків формування сигналів.виникнення н заборони переносів, блок формування внутрішньогрупових переносів і блоків формування суми, а також блок формування міжгрупових переносів, причому входи блоків формування сигналів виникнення і витрата переносу з'єднані з вхідними. шинами доданків суматора, а виходи цих блоків порозрядно з'єднані з входами відповідних блоків формування суми і з входами блоку формування внутрішньогрупових переносів даної групи, виходи блоків формування суми з'єднані з відповідними вихідними шинами суми суматора, виходи кожного блоку формування внутрішньогрупових переносів з'єднані суми даної групи, починаючи з другого, входи перенесення перших блоків формування суми груп, починаючи з другої, з'єднані з відповідними виходами блоку формування міжгрупових переносів та входами перенесення відповідних блоків формування внутрішньогрупових переносів, вхід перенесення першого блоку формування сум55 до к „=6„ - Р„6„„, до р. Ок„
Входи i-ro елементу "Монтажне І"
12 (i=-2. n) з'єднані з виходом виникнення переносу (i-1)-ro блоку 3 та з виходами заборони переносів. блоків 1 з i-го по і-ї цієї групи. Вхід (2n+1)-го багатовихідного елемента HE 13 першого каскаду кожної групи з'єднаний з виходом виникнення перенесення G n-го блоку 1. Вхід (2п+2)-го багатовихідного елемента
НЕ 14 першого каскаду першої групи 10 з'єднаний з вхідною шиною перенесення 11 суматора. Входи (n+1)-го елемента "Монтажне І" 15 кожної k-ої групи блоку 4 (k=1, m) з'єднані з першими виходами 15 багатовихідних елементів HE 6 і 13 першого каскаду цієї групи. Входи (n+2)-го елемента "Монтажне І" 15 k-ї групи блоку 4 з'єднані з k-ми виходами багатовихідних елементів HE 5 з першого і всіх всіх груп с. першою за(k-1)-ю та k-им виходом багатовихідного елемента HE 14 першого каскаду першої групи блоку 4. Входи (n+j+ 1)-ro, елемента "Монтажне І" 15 Й-ої групи блоку 4 (3=2. m;j=2,.Х) з'єднані з 2-ми виходами багатовихідних елементів HE 6 з (n+1)-го по (2n+1) і першого каскаду (j-1)-ї групи блоку 4 формування міжгрупових переносів з 1-ми виходами багатовихідних елементів. Виходи елементів "Монтажне І" 15 с (і+1)-го (і+К+1)-й
k-ой групи блоку 6 з'єднані з входами елементів НЕ 7 з першого (k+1)-й другого. каскаду цієї групи, виходи яких з'єднані з входами (n+k+2)-го елемента "Монтажне
І." 16, вихід якого є виходом 40 ходом міжгрупового перенесення k-ї групи блоку 4 (C ) і з'єднаний з входом перенесення наступної групи.
Вихід (і ak+2 )-ro елемента "Монтажне" 16 m-ї групи з'єднаний з виходом 17 переносу суматора (C„).
Суматор працює в такий спосіб.
По шинах доданків на входи блоків 1 надходять розряди доданків
A. u B де k вЂ" номер групи; j
3 номер розряду у групі. Блоки 1.виробляють для кожного розряду сигнали виникнення та заборони перенесення .згідно з виразами
6К = АкВК, Р к = A. + Вк., "до 5 до 3"
Сигнали G". і P надходять на вхід 5 ди блоків 3 і 2, а також на входи елементів .НЕ 5 першого каскаду даної групи. Елементи HE 6 першого
60 каскаду кожної групи утворюють сигнали
Інші елементи НЕ першого каскаду разом з елементами HE 7 кожної k-ої групи формують сигнали міжгрупових переносів (k+1)-у групу
G.ï. G„Cg G„ ..-GOYA . GTl. -G YK л.
Блоки 3 формують сигнали переносу для кожного розряду суматора
Блоки 2 утворюють на вихідних шинах значення сумиу кожному розряді
У запропонованому суматорі сигнали міжгрупового переносу ск для будь-якої групи формуються еа час -
=21 після утворення функцій G> і
Р; . При однакових значеннях 3адержек перемикання елементів t g час виявляється в 1,5 вЂ" 2,0 рази менше, ніж в інших відомих схемах багаторозрядних суматорів з прискореним перенесенням. В результаті час підсумовування багаторозрядних чисел зменшується на 20 вЂ" 40%.
922729 ми першої групи з'єднаний із входом перенесення відповідного блоку фор. мування внутрішньогрупових переносів і з вхідною шиною переносу суматора, який відрізняється тим, що, з метою підвищення швидкодії 5 суматора, блок формування міжгрупових переносів містить m груп по два каскади елементів НЕ, причому перший каскад утворюють багатовихідні елементи НЕ, входи багатовихідних елементів НЕ з першого по п-й першого каскаду кожної групи. блоку формування міжгрупових переносів з'єднані з виходами виникнення переносу відповідного блоку формування сигналів виникнення та заборони переносів, входи багатовихідних елементів HE з (і+1)-го (2n ) першого каскаду кожної групи блоку формування міжгрупових переносів .>0 з'єднані з виходами елементів "Монтажне І" з першого по п-й, входи першого елемента "Монтажне І" з'єднані з виходами заборони перенесення блоків формування сигналів виникнення та заборони перенесення даної групи, входи i-ro елемента "Монтажне І" (1=2. п) з'єднані з виходом виникнення перенесення (1-1)-rc блоку формування сигналів виникнення та заборони переносів та виходами заборони перенесення блоків формування та заборони переносу з 4-го по п-й даної групи, вхід (2п+)-ro багатовихідного елемента НЕ першого каскаду кожної групи блоку формування- З5 вання міжгрупових переносівз'єднаний з виходом виникнення перенесення і-го блоку формування та заборони перенесення даної групи, вхід (2п+
+2)-го багатовихідного елемента НЕ 40 першого каскаду першої групи блоку формування міжгрупових переносів з'єднаний з вхідною шиною переносу суматора, входи (п+1) -го елемента "Монтажне І" кожної k-ї групи блоку формування міжгрупових переносів (k=1 m) з'єднані з першими виходами багатовихідних елементів ToB HE з (п+1) -ro (2п+1) -й першого .каскаду цієї групи, входи (і+2)вЂ"
ro елемента "Монтажне І" k-ї групи блоку формування міжгрупових переносів з'єднані з k-ми виходами багатовихідних елементів НЕ з першого по і всіх груп з першої по
k-1 (2n+2) -го першого каскаду першої групи блоку формування міжгрупових переносів, входи (n+j+1)-го елемента "Монтажне І" В-ї групи блоку формування ййжгруппових переносів (6=2. m j= 2. 9) з'єднані з 3-ми виходами багатовихідних елементів НЕ з (і+1)-го по (2n+1)-й першого каскаду (j -1)-ї групи блоку формування міжгрупових переносів та з -ми виходами багатовихідних елементів НЕ з першого по п-й першого каскаду з )-ї (М-1)-ю групи, виходи. елементів "Монтажне І" з (і+1)-ro по (і+1+1)-й k-ї групи блоку формування міжгрупових переносів з'єднані з входами елементів НЕ з перного по(к+1)-й другого каскаду цієї ж групи, виходи яких з'єднані з входами (y+k+2+ro елемента "Монтажне І", вихід якого є виходом міжгрупового перенесення k групи групи блоку формування міжгрупових переносів.
Джерела інформації, прийняті до уваги при.
1; Патент СМА Ф 3993891, кл. 235-175, опублік. 1976.
2. Патент. GQA Р 3370833, кл. 235-175, опублік. 1968.
3. Авторське свідоцтво СРСР
Р 506852, кл. G 06 F 7/385, 1974(Прототип).