Накапливающий сумматор

 

Изобретение относится к вычислительной технике и передаче данных и может быть использовано для параллельного суммирования многоразрядных двоичных чисел. Цель изобретения - упрощение устройства. Накапливающий сумматор содержит триггер 1, восемь элементов Я 2,3,4,18,19,20, 26,30, шесть элементов ИЛИ 5,6,21 23,24,25, элемент задержки 7, два сумматора по модулю два 8,22. Предлагаемый сумматор может быть использован для построения вычислительных систем, адаптивных по помехоустойчивости п классу решаемых задач. Использование данного сумматора позволит уменьшить аппаратурные затраты, необходимые ранее для обнаружения и коррекции ошибок. 1 ил., 2 табл. 13

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (1В (111

1 (so 4 С 06 Р 7/49

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3950043/24-24 (22) 02.09.85 (46) 23.06.87. Бюл. Ф 23 (72) А.В.Ткаченко и"В.В.Дудкин (53) 681.325.5 (088.8) (56). Авторское свидетельство СССР

У 577528, кл. G 06 F 7/49, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1278835, кл. G 06 F 7/49, 27.05.85. (54) НАКАПЛИВАКМЦИЙ СУММАТОР (57) Изобретение относится к вычислительной технике и передаче данных и может быть использовано для параллельного суммирования многоразрядных двоичных чисел. Цель изобретения — упрощение устройства. Накапливающий сумматор содержит триггер 1, восемь элементов N 2,3,4,18,19,20, 26,30, шесть элементов ИЛИ 5,6,21, 23,24,25, элемент задержки 7, два сумматора по модулю два 8,22. Предлагаемый сумматор может быть использован для построения вычислительных систем, адаптивных по помехоустойчивости и классу решаемых задач. Использование данного сумматора позволит уменьшить аппаратурные затраты, необходимые ранее для обнаружения и коррекции ошибок. 1 ил., 2 табл.

1319023

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для параллельного суммирования многоразрядных двоичных чисел. 5

Цель изобретения — упрощение сумматора °

На чертеже представлена функциональная схема накапливающего сумматора.

Накапливающий сумматор содержит триггер 1, три элемента И 2-4, два элемента ИЛИ 5 и б, элемент 7 задержки, первый сумматор цо модулю два 8, входы 9 и 10 соответствующих разрядов первого и второго слагаемых, вход 11 переноса из (i-1)-ro разряда, вход 12 переноса из (i+2)-ro разряда сумматора, выход 13 суммы данного разряда сумматора, выход 14 переноса в .(i+1)-й разряд сумматора, выход 15 переноса в (i-2)-й разряд сумматора, вход 1б сброса сумматора, вход 17 разрешения сложения в Фибоначчиевой системе счисления, три элемента И 18-20, элемент .ИЛИ 21, второй сумматор по модулю два 22, три элемента ИЛИ 23-25, элемент И 26, вход 27 переноса из (i+5)-го разряда, вход 28 переноса из (i+3)-го разряда сумматора, вход 29 разрешения . сложения в минимальной системе счис-, ления, элемент И 30, выход 31 переноса в (i-3)-й разряд сумматора, выход 32 переноса в (i-5)-й разряд 35 сумматора.

Любое натуральное. число A в минимальной системе счисления представляется в виде многочлена:

40 и

А=, a; q(i), где а, (0,11

0 при i<0

p (i)= 1 при 0

9(i-2)+q(i-3) при и 1.

Значение !(и+1) является мощностью и-разрядного минимального кода.

Предлагаемый способ сложения основан на соотношении

g(i)+g(i) =Q(i+1)+g(i-3)+P(i-5) (2} 55 вытекающемиз рекуррентного соотношения (1), следовательно, правило сложения представляется следующим выражением:

0+0=0

0+1=1

1+0=1

1+1 1000 i 01 (3) Этой особенностью вызвана необходимость введения в сумматор устройства, способного реализовать функции в соответствии с табл.1, Учитывая, что в минимальной системе счисления минимальная форма представления чисел предполагает наличие после каждой единицы не менее четырех нулей, можно заметить, что сигналы переносов в (i+1}-й, (i-3)-й разряды осуществляются беспрепятственно, возможное наличие единицы в (i-5)-м разряде приводит к необходимости появления промежуточных сумм в ряде случаев.

Следовательно, алгоритм сложения чисел, представленных в минимальной системе счисления, имеет следующий вид:

1, Образование промежуточной суммы и сигнала переноса.

2. Суммирование промежуточной суммы и сигнала переноса.

3. Повторение пунктов 1 и 2 до тех пор, пока промежуточная сумма не станет эквивалентна окончательной, о чем будет свидетельствовать нулевой сигнал переноса.

Особенностью предлагаемого способа сложения является поступление переносов в i-й разряд из (i-1)-го, (i+3)-ro, (х+5)-ro разрядов сумматора при использовании накапливающего типа суммирования. Сигналы переноса из указанных разрядов участвуют как в формировании суммы данного разряда, так и в выработке сигнала переноса из i-го разряда °

Конкретно при поступлении двух нулевых и одного единичного сигналов сигнал, участвующий в формировании суммы, равен 1, а сигнал переноса—

О. При единичных и одном нулевом сигналах переноса сигнал, участвующий в процессе суммирования (S),ðàâåí О, а сигнал переноса (Р) равен 1; при наличии всех единичных сигналов переноса и сигнал переноса из данного ° разряда и сигнал, участвующий в формировании суммы, равны 1, что описано в табл.1.

1319023

Сумматор работает следующим обра90M °

При сложении чисел, представленных в традиционной системе счисления, на первой и второй управляющих 5 шинах присутствует логический ноль.

При этих условиях сумматор осуществляет следующий алгоритм сложения:

y(i)+V(i) =V(i+1) .

Следовательно, сумматор подключен к входной шине переноса из (i-1)-го разряда, выходным шинам суммы данного разряда и переноса в (i+1)-й разряд. Разряды слагаемых подаются на вход элемента ИЛИ 5, с выхода которого результат подается на счетный вход триггера 1 и вход элемента И 3, результат суммирования поступает на вход суммы данного разряда, а также на вход элемента И 3, формирующего перенос из данного разряда, поступающий на вход элемента ИЛИ 6, затем на элемент 7 задержки и на вход переноса в (i+1)-й разряд.

Сигнал переноса в рассматриваемый разряд поступает на входную шину переноса из (i-1)го разряда, подается на вход сумматора по модулю два

8, без изменений проходит сумматор по модулю два 22 и поступает на вход элемента ИЛИ 5.

Сигнал переноса в данный разряд участвует только в процессе сложения, из него может быть сформирован сиг-. 35 нал переноса из данного разряда.

При работе с числами, представлен- ными в Фибоначчиевой системе счисления, логическая единица подается на первую управляющую шину. Разряд сум- 40 матора подключается к входным шинам переноса из (i-1)-го, (i+2)-го разрядов и входным шинам переноса в (i+1)-й, (i-2)-й разряды, а также шине входа суммы данного разряда. 45

Следовательно, сумматор выполняет следующий алгоритм. сложения:

p(i)+((i) =p(i+1) +p(i-2) 30 и как видно, оперирует со следующими

50 сигналами: входными сигналами переносов, разрядами слагаемых.

Наличие двух сигналов переноса в данный разряд приводит к необходимости получения из них сигнала, уча55 ствующего в сложении, и сигнала переноса из данного разряда, что поясняется в табл.2.

Сигналы переноса поступают: сигнал переноса из (i+2)-го разряда на вход элемента И 20, через элемент

ИЛИ 21 на вход сумматора по модулю два 8, сигнал переноса из (i-1)-го разряда на другой вход сумматора по модулю два 8, который и осуществляет работу в соответствии со столбцом

S табл.2, а также на входы элементов

ИЛИ 24 и 25 и элементов ИЛИ 23 и 24 соответственно. Элементы ИЛИ 23-25, элементы И 2 и 26 образуют устройства, формирующие сигнал переноса в соответствии со столбцом P табл.2.

Сигнал переноса с выхода элемента

И 2 поступает на вход элемента ИЛИ

6, после которого поступает на элемент 7 задержки и далее на вход элемента И 4, а также выход переноса в (i+1) и разряд, после элемента И 4 сигнал переноса выдается в (1.-2)-й разряд сумматора. Сложение разрядов слагаемых осуществляется так же, как и в традиционной системе счисления.

При работе сумматора с числами, представленными в двоичной системе счисления, осуществляется алгоритм сложения, представленный соотношением (2) .

Разряд сумматора подключен наличием логической единицы на второй управляющей шине к входным шинам переноса из (i-1)-ro, (i+5)-ro разрядов, выходным шинам суммы данного разряда, переносов в (i+1)-й,(i-3)-й, I (i-5)-й разряды.

Работа устройства с учетом трех сигналов переноса поясняется табл.1.

Разряды слагаемых поступают на входы элемента ИЛИ 5, на третий вход которого подается сигнал, участвующий в процессе сложения, с выхода сумматора по модулю два 22, сформированный из входных сигналов переноса в соответствии со столбцом S табл.1, с выхода элемента ИЛИ 5 — на вход триггера 1, где происходит суммирование разрядов слагаемых. Результат суммирования выдается на выход

15. Элемент И 3 формирует сигнал переноса из разрядов слагаемых и сигнала, поступающего с выхода сумматора по модулю два 22, и выдает его на вход элемента ИЛИ 6, который учитывает также и сигнал переноса, сформированный элементами ИЛИ 23-25, элементами И 2 и 26 из входных сигналов переноса. С выхода элемента

1319023

Таблица 1

Входные сигналы переноса

0 0 0

0 0 1

0 1 1

1 1

ИЛИ 6 сигнал поступает на вход элемента 7 задержки. Элемент И 30 разрешает вьдачу сигналов переноса в (i-3)-й, (i-5)-й разряды сумматора ° По шине 13 вьдается значение суммы данного разряда, по шине 14 — сигнала переноса в (i+1 )-й разряд.

Формула изобретения

Накапливающий сумматор, содержащий в каждом i-м (i=l,...,n, n — разрядность операндов) разряде триггер, восемь элементов И, шесть элементов

ИЛИ, элемент задержки и два сумматора по модулю два, причем первый и второй входы первого элемента ИЛИ соединены соответственно с входами первого и второго слагаемых данного разряда сумматора, вход разрешения сложения в минимальной системе счисления сумматора соединен с первыми входами первого и второго элементов

И, выход первого элемента И соединен с первыми входами первого сумматора по модулю два, второго и третьего элементов ИЛИ, выход второго элемента И соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами второго сумматорапо модулю два и пятого элемента

ИЛИ и вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, выход второго сумматора по модулю два соединен с вторым входом первого сумматора по модулю два, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом триггера и первым входом пятого элемен5 та И, второй вход которого соединен с выходом триггера, выход пятого элемента И соединен с первым входом шестого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, выход шестого элемента

ИЛИ через элемент задержки соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И, второй вход седьмого элемента И соединен с входом разрешения сложения в минимальной системе счисления сумматора, вход разрешения сложения в Фибоначчиевой системе счисления сумматора соединен с вторым входом шестого элемента И и пер20 вым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход седьмого элемента И соединен с выходом переноса в (i-3)-й разряд сумматора, 25 вход сброса триггера соединен с входом сброса сумматора, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью упрощения сумматора, вход переноса из (i-1)-ro разряда сумматора соединен с вторыми входами второго сумматора по модулю два и вторым входом второго элемента ИЛИ, входы переноса из (i+5)-ro, (i+3)-го и (i+2)-го разрядов сумматора соединены соответствен35 но с вторыми входами первого, второгои восьмого элементов И, выход триггера соединен с выходом суммы данного разряда сумматора, первый вход седьмого элемента И, выход седьмого элемента

40 И и выход шестого элемента И соединены соответственно с выходами переноса в (i+1)-й, (i-5)-й и (i-2)-й разряды сумматора.

1319023

Таблица 2

Входные сигналы переноса S P

Составитель. M. Есенина

Техред М.Ходанич

Редактор А.Ворович

Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 2513/43 Тирам 672

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.узгород, ул.Проектная,4

0 0

0 1

t 0

1 1

0 0

1 0

0 1