Комбинационный двоичный сумматор

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах цифровой обработки сигналов. Сумматор содержит m групп (,...,n) по восемь разрядов в каждой группе. Клждая группа содержит восемь одноразрядных комбинационных двоичных сумматоров 1.1-1.8, восемь блоков формирования разрядных сигналов генерации и транзита переноса 2.1-2.8, блок формирования внутригрупповых переносов 3, а также блок формирования межгруппового переноса 4. Блок 3 содержит одиннадцать блоков формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса 6.1-6.11 и семь блоков формирования ускоренного переноса 5.1-5.7. Блок 4 содержит блок формирования внутригрупповых сигналов генерации и

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 06 F 7/50

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ср

at l (3

Оу г (21) 4802752/24 (22) 19.03.90 (46) 15.02,93. Бюл, N. б (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В. P. Кравцов и Е. Н. Васина (56) Авторское свидетельство СССР

М 625205, кл. G 06 F 7/50. 1977.

Авторское свидетельство СССР

М 922729, кл. G 06 F 7/50, 1979. (54) КОМБИНАЦИОННЫЙ ДВОИЧНЫЙ

СУММАТОР (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах цифровой обработки сигналов.

„„Я „„1795453 А1

Сумматор содержит m групп (m=-1,...,n) по восемь разрядов в каждой группе. Каждая группа содержит восемь одноразряд

Hblx комбинационных двоичных сумматоров

1.1 — 1.8, восемь блоков формирования разрядных сигналов генерации и транзита переноса 2.1 — 2.8, блок формирования внутригрупповых переносов 3, а также блок формирования межгруппового переноса 4, Блок 3 содержит одиннадцать блоков формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса 6.1-6.11 и семь блоков формирования ускоренного переноса 5.1-5.7.

Блок 4 содержит блок формирования внутригрупповых сигналов генерации и

1795453

20

30

40

50 транзита переноса 6.12 и блок формирования ускоренного переноса 5,8.

Изобретение позволяет осуществить быстрое суммирование многоразрядных

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении быстродействующих многоразрядных параллельных сумматоров B устройствах цифровой обработки сигналов

Известно устройство для формирования сквозного переноса в параллельном сумматоре.

Недостатками устройства являются большой расход оборудования при использовании его в многоразрядном сумматоре-; нерегулярность структуры, неоднородность связей между разрядами, затрудняющие реализацию устройства на однотипных узлах, в том числе на БИС; отсутствие организации группового переноса, что приводит к возрастанию задержки в цепи скврзного переноса с увеличением номера разряда.

Известен также комбинационный дво-. ичный сумматор, содержащий m групп, в каждую из которых входят четыре одноразрядных комбинационный сумматора, четыре блока формирования разрядных сигналов генерации и транзита переноса, блок формирования внутригрупповых переноса, содержащий цепочку последовательно включенных элементов ИЛИ-НЕ и блок формирования межгрупповых переносов, содержащий шунтирующую цепь для передачи сигнала входного переноса группы в старший разряд и решающую схему о возникновении единицы переноса в данном разряде. Недостатком данного сумматора является различное и возрастающее с номером разряда время образования результирующего сигнала суммы в каждом разряде группы из четырех разрядов.

Ближайшим к предлагаемому по своей технической сущности является комбинационный двоичный сумматор, содержащий m групп, причем каждая группа сумматора содержит и блоков формирования сигналов возникновения и запрета переносов, блок формирования внутригрупповых переносов, n áëoêîâ формирования суммы, а также блок формирования межгрупповых переносов, Недостатками данного устройства являются нерегулярность структуры блока формирования межгрупповых переносов и ориентированность устройства на применение ИС определенного типа, например, выполненных по И2Л-технологии, а именно применение логических элементов, имеюдвоичных чисел путем организации параллельных переносов для каждого разряда группы сумматора и организации ускоренного межгруппового переноса, 1 ил. щих несколько логически равнозначных выходов, что обеспечивает возможность широ- . кого разветвления выходного сигнала беэ промежуточных каскадов логики для его усиления, применение элементов, допускающих объединение по выходу для реализации псевдоэлементов "монтажное ИЛИ", что уменьшает число каскадов логики в цепи формирования сигнала межгруппового переноса. Отсутствие указанных элементов снижает быстродействие устройства и ограничивает его область применения. Например, при критических требованиях к потребляемой мощности предпочтение . имеет применение ИС, выполненных по

КМОП-технологии. Особое внимание при этом необходимо уделить схемотехническо-. му решению узлов, к которым предъявляют повышенные требования по быстродействию, с учетом особенностей КМОП ИС (зависимость задержки переключения логического элемента от коэффициента нагрузки, малая нагрузочная способность и большая задержка переключения многовходовых элементов), В полной мере это относится к суммирующим устройствам, так как, например, в устройствах цифровой фильтрации для сжатия сигналов операции сложения составляют около 607;

Цель изобретения — повышение быстродействия комбинационного двоичного сумматора за счет изменения взаимосвязей устройства.

Это достигается тем, что в комбинационном двоичном сумматоре, содержащем m групп (m=1...,; и), причем каждая группа содержит восемь одноразрядных комбинационных двоичных сумматоров, восемь блоков формирования разрядных сигналов генерации и транзита переноса, блок формирования внутригрупповых переносов, а также блок формирования межгруппового переноса, причем входы блоков формирования разрядных сигналов генерации и транзита переноса соединены с входными. сигналами слагаемых соответствующих одноразрядных сумматоров, выходы блоков формирования разрядных сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами соответствующих . разрядов блока формирования внутригрупповых переносов, входной перенос группы соединен с входом переноса первого одно1795453 разрядного сумматора, с входом переноса блока формирования внутригрупповых переносов и с входом переноса блока формирования межгруппового переноса, входы переносов одноразрядных сумматоров, начиная со второго, соединены с выходами ускоренных переносов. соответствующих разрядов блока формирования внутригрупповых переносов, выходы одноразрядных сумматоров соединены с соответствующи- 10 ми выходными шинами суммы сумматора, блок формирования внутригрупповых переносов содержит одиннадцать блоков формирования внутригрупповых cvfl налов генерации и транзита переноса и семь бло- 15 ков формирования ускоренного переноса, блок формирования межгруппового переноса содержит один блок формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса и один блок.формирова- 20 ния ускоренного переноса, в то время как каждый блок формирования ускоренного переноса содержит один элемент 2И и один элемент2ИЛИ, причем первый входзлемента 2И соединен с входным сигналом транзи- 25 та блока формирования ускоренного переноса, второй вход элемента 2И соеди нен с входным сигналом переноса блока формирования ускоренного переноса, первый вход элемента 2ИЛИ соединен с входным сигналом генерации блока формирования ускоренного переноса, выход элемента 2И соединен с вторым входом элемента 2ИЛИ, выход которого является выходным сигналом ускоренного переноса блока формирования ускоренного переноса, а каждый блок формирования внутригрупповых сигналов генерацйи и транзита.переноса содержит два элемента 2И и один элемент 2ИЛИ, причем первый вход первого элемента 2И соединен с входным сигналом транзита первой группы входов блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса, второй вход первого элемента 2И соединен с первым входом второго элемента 2И и соединен с входным сигналом транзита второй группы входов блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита, выход первого элемента 2И является выходным сигналом транзита блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса, второй вход второго элемента 2И соединен с входным сигналом генерации первой группы входов блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса; первый вход элемента 2ИЛИ соединен с входным сигналом генерации второй группы входов блока формирования внутригрупповых сигналов

55 генерации и транзита переноса, выход второго элемента 2И соединен с вторым входом элемента 2ИЛИ, выход которого является выходным сигналом генерации блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита, причем входы генерации и транзита первого блока формирования ускоренного переноса соединены с соответствующими входами первой группы первого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита и являются входами генерации и транзита первого разряда блока формирования внутригрупповых переносов, выход первого блока формирования ускоренного переноса является выходом сигнала ускоренного переноса первого разряда блока формирования внутригрупповых переносов, входы генерации и транзита второй группы первого, второго, третьего и четвертого блоков формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса являются входами генерации и транзита соответст- венно второго, четвертого, шестого и восьмого разрядов блока формирования внутригрупповых переносов, входы генерации:и транзита первой группы второго блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами второй группы пятого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса и являются входами генерации и транзита третьего разряда блока формирования внутригрупповых переносов, входы генерации и транзита первой группы третьего блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами второй группы девятого блока формирования внутригрупповйх сигналов генерации и транзита переноса и являются входами генерации и транзита пятого разряда блока формирования внутригрупповых переносов, входы генерации транзита первой rpynflbl четвертого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и, транзита соединены с соответствующими входами второй группы седьмого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита и являются входами генерации и транзита седьмого разряда блока формирования внутригрупповых переносов, выходы первого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами первой группы пятого и шестого блоков формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита и входами генерации и транзита второго блока

1795453 формирования ускоренного переноса, выход которого является выходным сигналом ускоренного переноса второго разряда блока формирования внутригрупповых переносов, выходы второго блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены соответственна с входами генерации и транзита второй группы шестого блока формирования внутригруп10 повых сигналов генерации и транзита переноса, выходы третьего блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами генерации и транзита первой группы седьмого и восьмого блоков формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса и с входами генерации и транзита второй группы десятого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса, выходы четвертого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита соединены соответственно с входами генерации и транзита второй группы повых сигналое генерации и транзита переноса, выходы пятого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита соединены соответственно с входами генерации и транзита третьего блока

30 формирования ускоренного переноса, выход которого является выходным сигналом ускоренного переноса третьего разряда блока формирования внутригрупповых переносов, выходы шестого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами генерации и транзита четвертого блока формирования ускоренного переноса, с входами генерации и транзита первой группы девятого, десятого и одиннадцатого блоков формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса и являются выходными сигналами генерации и транзита первой группы блока формирования внутригрупповых переносов, выход четвертого блока формирования ускоренного переноса является выходным сигналом ускоренного переноса

50 четвертого разряда блока формирования внутригрупповых переносов выходы седьмого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами второй группы одиннадцатого блока формировэния внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса, выходы восьмого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса являются выходными сигналами генерации и восьмого блока формирования внутригруп- 25 транзита второй группы блока формирования внутригрупповых переносов, выходы девятого блока формирования внутригруп повых сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами пятого блока формирования ускоренного переноса, выход которого является выходным сигналом ускоренного переноса пятого разряда блока формирования внутригрупповых переносов, выходы десятого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами шестого блока формирования ускоренного переноса, выход которого является выходным сигналом ускоренного переноса шестого разряда блока формирования внутригрупповых переносов; выходы одиннадцатого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами седьмого блока формирования ускоренного переноса, выход которого является выходным сигналом ускоренного переноса седьмого разряда блока формирования внутригрупповых переносов, входы переносов всех блоков формирования ускоренного переноса, входящих в блок формирования внутригрупповых переносов, соединены с входом переноса блока формирования внутригрупповых переносов, входы генерации и транзита первой группы двенадцатого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита являются входами генерации и транзита первой группы блока формирования межгруппового переноса, которые соответственно соединены с выходными сигналами генерации и транзита первой группы блока формирования внутригрупповых переносое, входы генерации и транзита второй группы двенадцатого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита являются входами генерации и транзита второй группы блока формирования межгруппового переноса, которые соответственно соединены с выходными сигналами генерации и транзита второй группы блока формирования внутригрупповых переносов, вход переноса восьмого блока формирования ускоренного переноса является входом переноса блока формирования межгруппового переноса, выходы двенадцатого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита соединены с соответствующими входами восьмого блока формирования ускоренного переноса, выход которого является выходом межгруппового переноса группы, 1795453

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства, Сумматор содержит m(m=1,...,n) групп по восемь разрядов в каждой. Каждая группа содержит восемь одноразрядных комбинационных двоичных сумматоров 1.1-1.8, восемь блоков формирования разрядных сигналов генерации и транзита переноса

1.2 — 2.8, блок формирования внутригрупповых переносов 3, а также блок формирования межгруппового переноса 4.

Входы блоков 2.1 — 2,8 соединены с входными шинами слагаемых a>,b>,...,а у, Ь8 соответствующих одноразрядных сумматоров

1.1 — 1.8, выходы блоков 2.1 — 2.8 соединены с входами генерации и.транзита соответствующих разрядов блока 3, входной перенос группы Со соединен с входом переноса сумматора 1.1; с входом переноса блока 3 и с входом переноса блока 4. Входы переносов сумматоров 1.2 — 1.8 соединены с выходами ускоренных переносов соответствующих разрядов блока 3. Выходы сумматоров 1.1—1.8 соединены с соответствующими выходными шинами суммы группы S> Яэ.

Блок 3 содержит одиннадцать блоков формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита 6.1 — 6.11 и семь блоков формирования ускоренного переноса

5,1 — 5,7. Блок 4 содержит один блок формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита 6 12 и один блок формирования ускоренного переноса 5.8.

Каждый блок 5 содержит один элемент

2И 7 и один элемент 2ИЛИ 8, причем первый вход элемента 7 соединен с входным сигналом транзита 13 блока 5, второй вход элемента 7 соединен с входным сигналом переноса 12 блока 5, первый вход элемента

8 соединен с входным сигналом генерации

14 блока 5, выход элемента 7 соединен с вторым входом элемента 8, выход которого является выходным сигналом ускоренного переноса 15 блока 5.

Каждый блок 6 содержит два элемента

2И 9, 10 и один элемент 2ИЛИ 11, причем первый вход элемента 9 соединен с входным сигналом транзита 16 первой группы входов блока 6, второй вход элемента 9 соединен с первым входом элемента 10 и соединен с входным сигналом транзита второй группы входов 18 блока 6, выход элемента 9 является выходным сигналом транзита 20 блока 6, второй вход элемента 10 соединен с входным сигналом генерации первой группы входов 17 блока 6, первый вход элемента

11 соединен с входным сигналом генерации второй группы 19 блока 6, выход элемента

10 соединен с вторым входом элемента 11, выход которого является выходным сигналом генерации 21 блока 6.

Входы генерации и транзита блока 5.1 соединены. с соответствующими входами, 5 первой группы блока 6.1 и являются входами генерации и транзита первого разряда блока 3, выход блока 5,1 является выходом сигнала ускоренного переноса первого разряда блока 3, входы генерации и транзита

10 второй группы блоков 6,1, 6,2, 6.3, 6.4 являются соответствующими входами генерации и транзита соответственно второго, четвертого, шестого и восьмого разрядов блока 3, входы генерации и транзита первой

15 группы блока 6,2 соединены с соответствующими входами второй группы блока 6.5 и являются входами генерации и транзита третьего разряда блока 3. входы генерации и транзита первой группы блока 6.3 соеди20 нены с соответствующими входами второй группы блока 6.9 и являются входами генерации и транзита пятого разряда блока 3, входы генерации и транзита первой группы блока 6,4 соединены с соответствующими

25 входами второй группы блока 6.7 и являются входами генерации и транзита седьмого разряда блока 3, выходы блока 6.1 соединены с соответствующими входами первой группы блоков 6,5 и 6.6 и входами генерации

30 и транзита блока 5.2, выход которого является выходным сигналом ускоренного переноса второго разряда блока 3, выходы блока

6.2 соединены соответственно с входами генерации и транзита второй группы блока

35 6.6, выходы блока 6.3 соединены с соответствующими входами генерации и транзита первой группы блоков 6.7 и 6.8 и с входами генерации и транзита второй группы блока

6,10, выходы блока 6,4 соединены соответ40 стеенно с входами генерации и транзита второй группы блока 6.8, выходы блока 6.5 соединены соответственно с входами гене рации и транзита блока 5.3, выход которого является выходным сигналом ускоренного

45 переноса третьего разряда блока 3, выходы блока 6.6 соединены с соответствующими входами генерации и транзита блока 5.4 с входами генерации и транзита первой группы блоков 6.9, 6.10, 6.11 и являются выход50 ными сигналами генерации и транзита первой группы блока 3, выход блока 5.4 является выходным сигналом ускоренного переноса четвертого разряда блока 3, выходы блока 6.7 соединены с соответствующими

55 входами, второй группы блока 6.11, выходы блока 6.8 являются выходными сигналами генерации и транзита второй группы блока

3, выходы блока 6.9 соединены с соответствующими входами блока 5.5, выход которого является выходным сигналом ускоренного. 1795453 переноса пятого разряда блока 3, выходы блока 6.10 соединены с соответствующими входами блока 5.6, выход которого является выходным сигналом ускоренного переноса шестого разряда блока 3, выходы блока 6.11 соединены с соответствующими входами блока 5.7, выход которого является выходным сигналом ускоренного переноса седьмого разряда блока 3, входы переносов блоков 5.1-5.7 соединены с входом переноса блока 3. Входы генерации и транзита первой группы блока 6.12 являются входами генерации и транзита первой группы блока

4, которые соответственно соединены с выходными сигналами генерации и транзита первой группы блока 3, входы генерации и транзита второй группы блока

6.12 являются входами генерации и транзита второй группы блока 4, которые соответственно соединены с выходными сигналами генерации и транзита второй группы блока

3, вход переноса блока 5.8 является входом переноса блока 4, выходы блока 6.12 соединены с соответствующими входами блока

5.8 выход которого является выходом межгруппового переноса группы.

Устройство реализовано в полузакаэной КМОП БИС арифметического процессора, предназначенной для использования в спецвычислителе для цифровой обработки 3 сигналов. Максимальное время суммирования 1,б-разрядного параллельного двоичного сумматора составляет менее 180 нс при задержке базового одноразрядного сумматора 30 нс и базового двухвходового логического элемента И, ИЛИ вЂ” 15 нс, Каждая отдельная группа сумматора работает следующим образом. По шинам слагаемых на входы блоков 2,1-2.8 поступают соответствующие разряды слагаемых. Каждый блок 2 вырабатывает разрядные сигналы генерации и транзита переноса согласно выражениям (2) 5 где Ci — выходной перенос из i-го разряда:

Co — входной перенос младшего (первого) разряда.

Для двух соседних разрядов выражение

10 (2) имеет вид: где п=1,.„,4, 15 С2п — выходной перенос иэ старшего

2п-го разряда:

У

С2п-2 — входной перенос младшего (2п1)-го разряда;

Ргп-1, 92 -1 — соответственно сигналы

20 транзита и генерации переноса младшего разряда;

Р2п, g2n — соответственно сигналы транзита и генерации переноса старшего разряда.

25 На основании (3) определится выражение для результирующих сигналов генерации и транзита переноса двух разрядов:

G=g2n+g2n-1 P2n

Р=Р2П+Р2п-1, (4) 35 Из выражений (4), (5) следует, что при организации цепи ускоренного переноса два соседних разряда эквивалентны по логике одному разряду с сигналами генерации и транзита, соответствующими (4)..

40 Блок 3 организован четырьмя каскадами блоков 5 и 6, что отражено на чертеже.

Каждый блок 6 осуществляет выработку результирующих сигналов генерации и транзита согласно (4), причем сигналы

45 регенерации и транзита младшего разряда каждой пары разрядов поступают на соответствующие входы первой группы соответствующего блока 6, а сигналы генерации и транзита старшего разряда — на входы вто50 рой группы. Выходными сигналами генерации и транзита блоков 6 служат выходные сигналы блоков 2 и выходные сигналы блоков 6 предыдущих каскадов в качестве эквивалентной замены определенного числа

55 разрядов сумматора, Каждый блок 5 вырабатывает сигнал ускоренного переноса согласно (5). На входы генерации и транзита блоков 5 поступают результирующие сигналы генерации и транg;=ai Ь! р;=а + Ь, где i=1, ...,8, а1, Ь; — входные операнды разряда;

gi, р1 — соответственно сигналы генерации и транзита переноса i-го разряда.

Разрядные сигналы генерации и транзита поступают на соответствующие входы блока 3, где формируются параллельные (одновременные) переносы для каждого из одноразрядных сумматоров 1,2-1,8, Известно, что для каждого i-ro разряда должно выполняться соотношение для выходного переноса:

CI=gI+gi 1Р +Р-2PiР -1+...+g1Pi...P2+COPi Р1

C2n=g2n+g2n-1 Р2п+С2п-2Р2n P2n-1 (3) С2п=С+С2п-2 Р (5) 13

1795453 (6) зита всех разрядов, предшествующих разряду, для которого формируется ускоренный перенос в данном блоке 5.

В блоке 4 вырабатываются результирующие сигналы генерации и транзита всей группы и межгрупповой перенос. Формирование межгруппового переноса происходит следующим образом:

Р(6.1)=P1P2

G(6. 1)=92+9 1P2

Р(6,2)=РзР4

G(6=2)=g4+g3P4

Р(6.3)=Р5Р6

6(6.3)=96+95Рб

Р(6,4)=Р7Р8

G (6,4)- 98+ 97Р8

Р(6.6)=Р(6.1) Р(6.2 =Р1Р2РЗР4

G(6,6)=G(6,2)+G(6,1)õ

xP(6,2)=g4+g3P4+(g2+91P2)P3P4

Р(6.8)=Р(6.3)-P(6,4)=P5P6P7P8

G(6.8)=G(6.4}+G(6.3) х х Р(6.4)=98+97Р8+(96+ 95Р6) Р7Р8

Р (6.12) = P (6.6) х

1 Р(6.8)=Р1Р2РЗР4Р5Р6Р7Р8

G(6.12)=G(6.8)+G(6,6) х х Р(6,8)=98+Я 7 Р8+(96+95 Р6) Р7 P8+

+(94+ЯЗР4 +(92+Я1Р2)х

XP3P4)P5P6P7P8=g8+g7P8+g6P7P8+

+95P6P7P8 +94Р5Р6Р7Р8 +ЯЗР4Р5РбР8 +

+ggP3P4P5P6P7P8 + 91Р2РЗР4Р5Р6Р7Р8. (7) Подставляя выражения (6), (7) и (5), приходят к выражению (2), что подтверждает работоспособность устройства.

В первой группе сумматора с возрастанием номера разряда задержка в цепи формирования ускоренного переноса возрастает. Для второй и последующих групп перенос в первый разряд — это выходной перенос предыдущей группы, а перенос во второй — восьмой разряды и выходной перенос группы сформируются через время, равное задержке блока формирования ускоренного переноса 5, т.к. сигналы всех блоков формирования разрядных сигналов

55 генерации и транзита 2 и всех блоков формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита 6 для второй и последующих групп уже выработаны. Таким образом, для каждого разряда второй и последующей групп предложенного сумматора организован параллельный (одновременный) перенос из предыдущей группы, соответственно одновременно в разрядах в пределах группы, начиная со второй, формируются и результирующие значения сумм.

Предлагаемое устройство в отличие от устройства-прототипа позволяет формировать внутригрупповые и межгрупповые переносы на однотипных двухвходовых элементах, уменьшать коэффициенты нагрузки для блоков формирования разрядных сигналов генерации и транзита, исключить промежуточные уровни логики при выработке ускоренных переносов, сэкономить оборудование, т.к. при выработке внутригрупповых и межгруппового переносов используются одни и те же элементы, При реализации устройства-прототипа и предлагаемого устройства на элементах одного типа, например выполненных по

КМОП-технологии, предлагаемое устройство обеспечивает выигрыш в быстродействии примерно s полтора раза.

Формула изобретения

Комбинационный двоичный сумматор, содержащий m групп (m=1, ..., n), причем каждая группа содержит восемь одноразрядных комбинационных двоичных сумматоров, восемь блоков формирования разрядных сигналов генерации и транзита переноса, блок формирования внутригрупповых переносов, а также блок формирования межгруппового переноса, причем входы блоков формирования разрядных сигналов генерации и транзита переноса. соединены с входными сигналами слагаемых соответствующих одноразрядных сумматоров, выходы блоков формирования разрядных сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами соответствующих разрядов блока формирования внутригрупповых переносов, входной перенос группы соединен с входами переноса первого одноразрядного сумматора, с входом переноса блока формирования внутригрупповых переносов и с входом переноса блока формирования межгруппового переноса, входы переносов одноразрядных сумматоров, начиная с второго, соединены с выходами ускоренных переносов соответствующих разрядов бло15

1795453

20

30

40 ка формирования внутригрупповых переносов, выходы одноразрядных сумматоров соединены с соответствующими выходными шинами суммы сумматора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, блок формирования внутригрупповых переносов содержит одиннадцать блоков формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса и семь блоков формирования ускоренного переноса, блок формирования межгруппового переноса содержит блок формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса и блок формирования ускоренного переноса, каждый блок формирования ускоренного переноса содержит элемент И и элемент ИЛИ, причем первый вход элемента И соединен с входным сигналом транзита блока формирования ускоренного переноса, второй вход элемента И соединен с входным сигналом переноса блока формирования ускоренного переноса, первый вход элемента ИЛИ соединен с входным сигналом генерации блока формирования ускоренного переноса, выход элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого является выходным сигналом ускоренного переноса блока формирования ускоренного перено.са, а каждый блок формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса содержит два элемента И и элемент ИЛИ, причем первый вход первого элемента И соединен с входным сигналом транзита первой группы входов блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса, второй вход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента И и с входным сигналом транзита второй группы входов блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита, выход первого элемента И является выходным сигналом транзита блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса, второй вход второго элемента И соединен с входным сигналом генерации первой груп.. пы входов блока формирования внутригруйповых сигналов генерации и транзита переноса, первый вход элемента ИЛИ соединен с входным сигналом генерации вто" рой группы входов блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса, выход второго элемента

И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого является выходным сигналом генерации блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита; причем входы генерации и транзита первого блока формирования ускоренного переноса соединены с соответствующими входами первой группы первого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита и являются входами генерации и транзита первого разряда блока формирования внутригрупповых переносов, выход первого блока формирования ускоренного переноса является выходом сигнала ускоренного переноса первого разряда блока формирования внутригрупповых переносов, входы генерации и транзита второй группы первого †четверто блоков формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса являются входами генерации и транзита соответственно второго, четвертого, шестого и восьмого разрядов блока формирования внутригрупповых переносов, входы генерации и транзита первой группы второго блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами второй группы пятого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса и являются входами генерации и транзита третьего разряда блока формирования внутригрупповых переносов, входы генерации и транзита первой группы третьего блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами второй группы девятого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса и являются входами генерации и транзита пятого разряда блока формирования внутригрупповых переносов. входы генерации и транзита первой группы четвертого блока. формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита соединены с соответствующими входами второй группы седьмого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита и являются входами генерации и транзита седьмого разряда блока формирования внутригрупповых переносов, выходы первого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами первой группы пятого и шестого блоков формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита и входами генерации и транзита второго блока формирования ускоренного переноса, выход которого .является выходным сигналом ускоренного переноса второго разряда блока формирования внутригрупповых переносов, выходы второго блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены соответственно с входами генерации и транзита вто17

1795453 .

18 рой группы шестого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и

- транзита переноса, выходы третьего блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами генерации и транзита первой группы седьмого и восьмого блоков формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса и с входами генерации и транзита второй группы десятого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса, выходы четвертого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита соединены соответственно с входами генерации и транзита второй группы восьмого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса, выходы пятого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита соединены соответственно с входами генерации in транзита третьего блока формирования ускоренного переноса, выход которого является выходным сигналом ускоренного переноса третьего разряда блока формирования внутригрупповых переносов, выходы шестого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами генерации и транзита четвертого блока формирования ускоренного переноса, с входами генерации и транзита первой группы девятого, десятого и одиннадцатого блоков формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса и являются выходными сигналами генерации и транзита первой группы блока формирования внутригрупповых переносов . выход четвертого блока формирования ускоренного переноса является выходным сигналом ускоренного переноса четвертого разряда блока формирования внутригрупповых переносов, выхрды седьмого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами второй группы одиннадцатого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса, выходы восьмого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса являются выходными сигналами генерации и транзита второй группы блока формирования внутригрупповых переносов, выходы девятого блока формирования внутригрупповых сиг10

20

45 второй группы блока формирования внутригрупповых переносов, вход переноса вось- :

50 выходы двенадцатого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и

30 налов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами пятого блока формирования ускоренного переноса, выход которого является выходным сигналом ускоренного переноса пятого разряда блока формирования внутригрупповых переносов, выходы десятого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами шестого блока формирования ускоренного переноса, выход которого является выходным сигналом ускоренного переноса шестого разряда блока формирования внутригрупповых переносов, выходы одиннадцатого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита переноса соединены с соответствующими входами седьмого блока формирования ускоренного переноса, выход которого является выходным сигналом ускоренного переноса седьмого разряда блока формирования внутригрупповых переносов, входы переносов всех блоков формирования ускоренного переноса, входящих в блок формирования внутригрупповых. переносов, соединены с входом переноса блока формирования внутригруп- повых переносов, входы генерации и транзита первой группы двенадцатого блока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита являются входами генерации и транзита первой группы блока формирования межгруппового переноса, которые соответственно соединены с выходными сигналами генерации и транзита первой группы блока формирования внутригрупповых переносов, входы генерации.и транзита второй группы двенадцатого флока формирования внутригрупповых сигналов генерации и транзита являются входами генерации и транзита второй группы блока формирования межгруппового переноса, которые соответственно соединены с выходными сигналами генерации и транзита мого блока формирования ускоренного переноса является входом переноса блока формирования межгруппового переноса, транзита соединены с соответствующими входами восьмого блока формирования ускоренного перекоса, выход которого является выходом межгруппового переноса группы.