Комбинационный двоичный сумматор

 

КОМБИНАЦИОННЫЙ ДВОИЧНЫЙ СУММАТОР по авт. св. № 959281, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем реализации логической операции Запрет, он содержит две дополнительные токопроводящие аппликации, магнитосвязанные с выходами Запрет всех элементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ug) S 01) ЗШ Н 03 К 23/00 O ll С ll/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ф

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (61) 959281 (21) 3002861/18-24 (22) 05.11.80 (46) 07,09,83. Бюи № 33 . (72) Г.Ф. Нестерук, В.И. Пот-.пов, В.Ф. Нестерук и В.Г. -Черкашенко (71) Омский политехнический институт (53) 681.327.66 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 959281, кл. H.ОЗ K 23/00, 1979 . (прототип). (54) (57) КОМБИНАЦИОННЫИ ДВОИЧНЫЙ СУММАТОР по авт. св. № 959281, отличаюшийсятем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем реализации логической операции "Запрет", он содержит две дополнительные токопроводяшие аппликации, магнитосвязанные с выходами . Запрет" всех элементов И-ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ.

f040605

Изобретение относится к вычислитечж ной технике и может найти применение при построении перационных устройств на базе одноосных материалов с цилиндрическими магнитными доменами (UMll), предназначенк rx для арифметической и ло.гической обработки информации.

По основному авт. св.34 959281,известен комбинационный двоичный сумматор, содержащий слой одноосного матери- 10 ала с UMlI, на поверхности которого расположены взаимосвязанные с P по числу разрядов операндов элементами И-ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ динамические ловушки и аннигиляторы UMQ, причем динамическая д5 ловушка младшего разряда сумматора магнитосвязанн.с одной токопроводящей ап:-. плнкацией, а также две другие токопроводя дие аппликации, первая из которых связана с динамическими ловушками ЦМ,Н сумматора за исключением динамической ловушки младшего разряда сумматора, а вторая — с выходами ИСКЛЮЧАЮШЕЕ

ИЛИ элементов И-ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ сумматора (1)

Недость гком известного сумматора являются ограниченные функциональные возможности.

Бель изобретения — расширение функциональных возможностей комбинационно- З0 го. двоичного сумматора путем реализации . логической операции "Запрет".

Поставленная цепь достигается тем, что комбинационный двоичный сумматор содержит две дополнительные токопроводяшие аппликации, магнитосвязанные с выходами "Запрет" всех элементов ИИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛЛ.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Комбинационный двоичный сумматор содержит слой магнитоодноосного материала I с UMQEl, на поверхности которого расположены элементы И-ИСКЛЮЧАЮ— ,ШЕЕ ИЛИ 1П, взаимосвязанные с динами- 4 ческими ловушками И и аннигиляторами Ч

ЦМЯ первая основная токопроводящая аппликация Ч1, вторая - VII и третья.МЮосновные токопроводяшие аппликации, а так же первая lX и вторая X дополнительные

50 токопроводящие апппикации.

Из описанной выше процедуры суммирования следует, что через два такта с момента поступления первого операн:да в сумматор на его выходе в позиции 3 появится младший разряд суммы, еще через такт — следующий по порядку разряд суммы, а через (Р+2) такта — старший разряд суммы.

Цифрами 1-5, 5, 1- 7, 3, 5 и 7 обозначены позиции, занимаемые БМД во время работы сумматора.

Буквами Х и Y„(1 < К 4 P) обозначены разряды первого и второго операндов, а буквами B и С - соответственно результаты поразрядных логических операций и операций суммирования.

Предлагаемый комбинационный двоичный сумматор работает следующим образом.

По параллельным входным каналами, У,, Х, ... Yg, Х,„,„,,У Мрв сумматор поступает первый операнд с задержкой на. один такт, по параллельным входным каналам > X <2 <,« «< У k > X ф «» У р в сумматор поступает второй операнд, причем старший разряд первого операнда и младший разряд второго операнда поступают соответственно по каналам Х и Ур.

Через два такта с момента поступления первого операнда на входы сумматора оба слагаемых сближаются разряд к разряду на расстояние, достаточное дпя взаимодействия. UMll в одноименных разрядах.

В течение первого такта в результате взаимодействия доменов на месте первого операнда остается результат поразрядного суммирования операндов по модулю 2, но сдвинутый на один разряд в сторону младших разрядов по отношению к начальному положению второго операнда; от которого к этому времени в динамических ловушках остаются только переносы в старшие раэрядьr. В течение второго такта сложения результат,первого поразрядного суммирования по модулю 2 взаимодействует с UMQ-переносов, образует результат второго суммирования по модулю 2, который сдвигается еще на один разряд в сторону младших разрядов по отношению к начальному положению второго операнда, от которого к этому моменту времени остаются переносы в старшие разряды, образующиеся в результате суммирования по модулю 2, и так далее до момента времени, когда в динамических ловушках не останется ЦМД-переносов, что говорит

< об окончании процесса суммирования.

Процесс образования результата споже— ния и переноса в старший разряд рассмотрим на примере К-x разрядов операндов.

В момент времени, когда ЦМД, соответствуюший К-п разряду второго операнда, поступает на вход К-го разряда суммато1040605 з ра (позиция 1), UNll, соотг ветствую ший К вЂ” у разряду первого операнда, поступает в позицию 1 аппликации. Отслев живая полюса аппликаций, возникающие под действием врашаюшегося магнитного поля управления, 11МД перемещаются по траекториям 1-2-3 и 1 -2 -3 соотл,. л II ветственно, и достигают позиций 4 и 4 из которых за счет взаимного отталкива-. и! ния переходят в позиции 5 и 5 соответ- 10 ственно, реализуя тем сам м перенос в старший разряд и ноль на выходе К-го разряда сумматора, так как UNQ из позиции 5 поступает к аннигилятору V

Если в одном из двух К-х разрядов опе- I5 рандов UNjl отсутствует, то присутствующий в К- М разряде другого операнда

11МД, не испытывая отталкивающего воздейсгвия, из позиции 4(или 4 ) через и, il половину такта поступит в позицию 6, 0 откуда через четверть периода появится на выходе К-го разряда сумматора в позиции 7, реализуя тем самым "1" на

l выходе этого разряда. Случай с двумя нулями в К- Х разрядах операндов триви- 25 ален и поэтому не рассматрива@тся.

Предлагаемый сумматор может быть- использован и для логической обработки . информации. Первая UI и вторая ЧП основ-. ные токопроводяшие аппликации служат для стирания UN слова переносов в позициях 5 динамических ловушек, что позволяет выделить результат поразрядной, логической операции "Неравнозначность", .

Третья основная токопроводящая апплика-. ция Ч1Пв зависимости от полярности пода-.З5 ваемого на ее вход импульсного. сигнала используется либо для аннигиляции UNQ на выходах "Неравнозначность" элементов И-ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ при выделении результата логической операции

"Конъюнкция", либо для вывода UNQ раз. ряда слов, находяшихся в позициях 6 элем ентов, Введение первой дополнигельной токо-проводяшей аппликации I позволяет, 4 уничтожая UMQ в позициях 5, выполнять операцию "Запрет вида X и Ук, а введение второй дополнительной токопрово" дяшей аппликации М» выполнять onepaumo "Запрет" вида Хк Ч z за счет уничтожения UMQ в позициях 5 элементов ИII

ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ сумматора.

Использование токопроводяшей аппликации толькп для стирания UMQ выбранного слова подразумевает последовательный вывод результата логической операции, UMQ которого в этом случае продвигаются от старших элементов сумматора к младшим и появляются на выходе С сумматора. Для вывода результата логических операций "Неравнозначность и Запрет" из сумматора требуется (P-2,5) такта, а для вывода результата логической операции "Конъюкция" — (P+3,5) так та (задержка на такт вызвана продвиже- нием доменов .в динамических ловушках сумматора, Применение третьей основной токопроводяшей аппликации ЧШ для вывода инфор- мации позволяет повысить быстродействие сумматора при выполнении логических операций Неравнозначность и "Запрет" до 2,5 тактов, а операции "Конъюкция до 3,5 тактов. Возбуждение токопроводяшей аппликации VIII в момент нахождения

UMLl информационного слова в позициях 6 на аппликациях вызывает их пере- мещение в позиции 7 и вывод в соот(Il ветствующие выходные каналы. Причем в зависимости от сочетания импульсных сигналов в аппликациях И - Х можно осуществлять вывод либо ЦМД операции

"Неравнозначность", либо операции

"Коньюнкция",либо операции "Запрет".

Таким образом, по сравнению с сум.матором-прототипом предлагаемый сумматор кроме операций "Неравнозначность и

"Конъюнкция" реализует также логическую операцию "Запрет", что позволяет расши; рить его функциональные возмсикнс ти.

1040GO5

Составитель Ю. Розенталь !

Редактор Н. ? рыианова .Техред Т,Маточка Корректор АЯэятко

Заказ 6947/58 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного коми гета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушсхая наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4