Обратимый многоразрядный сумматор с умножением на постоянный коэффициент

 

О П И С А Н И Е (и) 419906

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 09.12.71 (21) 1721459/18-24 с присоединением за:†.вки (32) Приоритет

Опубликовано 15.03.74. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 12.08.74 (5!) М. Кл. G 06g 7 14

ГосударственныЯ комитет

Совета Министров СССР оо делам нзооретеннй н открытий (53) УДК 681.335 4 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Е. Пухов, Н. Ю. Пивень, Ю. А. Плющ, В. Ф. Евдокимов, Л. А. Казакевич и А. С. Огир

Институт электродинамики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ОБРАТИМЫЙ МНОГОРАЗРЯДНЫЙ СУММАТОР

С УМНОЖЕНИЕМ HA ПОСТОЯННЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ.Х,, Хг = Х„

Xrm

Данное изобретение относится к облас. и вычислительной техники.

Известны обратимые многоразрядные сумматоры с умножением на постоянный коэффициент, содержащие и одноразрядных обратимых сумматоров на операционных усилителях с последовательно включенными основными и вспомогательными двухполюсника ми в цепи обратной связи.

С целью повышение точности обратимый многоразрядный сумматор содержит и резисторов и и функциональных преобразователеи, входы которых соединены с входными клеммами устройства, а также с основными и вспомогательными двухполюсниками соответствующих одноразрядных обратимых сумматоров, а выходы подключены через резисторы ко входам соответствующих операционных усилителей.

На чертеже приведен вариант схемы предлагаемого обратимого многоразрядного сумматора.

Сумматор работает следующим образом.

Входные (и — !) независимые переменные " j Х1т>

Хп г — Хл — г,г ° ° л — г,у... Хи 1, m представленные в машине в виде векторов напряжений

U,=U„... U„... U, - г = У!1 .. Utj Ul/и

5 .Un I,j где и — общее количество входов и выходов обратимого многоразрядного сумматора, т — количество разрядов независимых ма1р шинных переменных, которые подаются на соответствующие входы одноразрядных ооратимых сумматоров 1 по модулю системы счисления на гг входов.

Выработка единиц переноса из младшего

15 одноразрядного обратимого сумматора 1 по модулю системы счисления на и входов в старший одноразрядный обратимый сумматор

1 по модулю системы счисления на и входов осуществляется непосредственно в старшем

2р одноразрядном обратимом сумматоре 1 по модулю системы счисления íà I1 входов путем подключения входных и BblxoJJных машинных псременных младшего разряда на вход одноразрядного обратимого сумматора 1 старше25 го разряда с одновременным нх умножением

1 па коэффициен", равный —, где q — основа 7 ние системы счисления.

В связи с тем, что одноразрядньш обратиЗр мый сумматор 1 по модулю системы счисле419906 ния выдает па выходе инверсное значение суммы по модулю системы счисления входных напряжений, то общая сумма входных и Выходных напряжений будет равна удвоенному значению переноса ь сгарший разряд. Так, если мы имеем одноразрядный сумматор 1 по модулю «два» на б входов и на л1обые 5 входов из этих шести подаются напряжения, моделирующие единицы в двоичной системе счисления, то на шестом свободном Входе (который будет в да нном случае, выходом) появится напряжение, равное сумме пяти единиц по модулю «два», но противоположное по знаку.

Если единица будет моделироваться напряжением + 10 в, то при поступлении пяти единиц на выходе одноразрядного обратимого сумматора по модулю «два» появится напряжение равное — 10 в. Общая сумма напряжений на входах и выходе (в данном примере равная (+10 в)+(+10 в)+(+10 в).+(10 в)+

+ (+10 в) + (— 10) =40 в будет соответствовать удвоенному количеству единиц переноса в старший разряд. Поэтому, если умножить все напряжения, моделирующие младшие раз1 ряды, на коэффициент, равный —, где q — осД нование системы счисления, и просуммировать их в обратимом одноразрядном сумматоре 1 старшего разряда, получим выработку единиц переноса непосредственно в сумматоре 1 сгарщего разряда. При этом следует учесть, что перенос из млад1пего разряда необходимо,àВодить пе только В следу10щий старший р33ряд, но и в последующие старшие разряды, умножая при этом его на коэффициент, обратно пропорциональный весу более старшего разряда. Так, если мы будем суммировать с инверсией по модулю системы счисления трехразрядные числа:

bl — 1 11bf bf g где 1 — количество суммируемых чисел, b;I — первый, самый старший разряд, b;2 — второй разряд, b;3 — третий, младший разряд, то перенос от суммы младших разрядов Ь„в разряд 3 будет равен: где q — основание системы счисления, а перенос из суммы младших разрядов b„в разряд bf, будет равен: и

Y 13

f 1 З вЂ” I: ,г где S3 2 — количес",во единиц переноса из третьего разряда во второй, 53 1 — количество единиц переноса из третьего разряда в первый.

На чертеже изображена в качестве примера схема для моделирования уравнения вида:

a1X1+ a2X2+ a3Х3 — — О, 5 где а1, а2, а3 — коэффициенты, представленные двухразрядным двоичным числом a1= — a11a,2, а =а 1а2, а3 а31а321

Х1, Х2, Х. — независимые машинные менные, представленные разрядным числом

Х, =Х„Х12, Х2 X21X22з

Л„.=Х„Х, . передвух15

В машине эти переменные представлены в знаковом двоичном коде в виде вектора IIB20 пряжений: 1 — U11U12з (- 2 U2 I U22i

1 3 (31 U32.

Схема состоит из трех одноразрядных обратимых сумматоров 1 по модул1о «два», со25 бранных на усилителях 2, 3, 4 с основными и вспомогательными резисторными двухполюспиками 5 и б в обра1по111 связи, моделирующих значение коэффициента а;, (i=1, 2, 3; j=1, 2 и коэффициент С;1, для выработки единиц пеЗО реноса из младшего разряда непосредственно в старший разряд, где: К„=1п и, т — количестВО разрядов независимых машинных переменных, п — количество независимь1х машинных переменных.

35 Коэффициенты а;; (i= l, 2, 3; j= l, 2) могут припима1ь только значения, равные либо «1», «0». Независимые машинные переменные U;; (i=1, 2, 3; j= l, 2) могут принимать дискретные значения — Up 6; 0 b; +Up b, что соответ40 ствует в знаковом коде — 1; 0; 1.

Работа каждого обратимого одноразрядного сумматора 1 по модулю «2» заключается в следующем: входы обратимого операционного усилителя 2, 3 или 4 подключены к функцио45 нальному преобразователю 7, 8 или 9, реализующему ступенчатую функцию. Выходы функциональных преобразователей 7, 8 и 9 подключены к !Jополнительным необратимым входам 10 обратимого операционного усили50 теля через резисторы 11. При поступлении на вход функциональных преобразователей 7, 8, 9 компонент векторов независимых машинных переменных он их суммирует и вырабатывает ближайшее по абсолю1ному значению инверс55 ное напряжение, кратное основанию системы счисления. Таким образом, на выходе выделяется сумма по модулю системы счисления.

Коэффициенты С11 — C13 равны сумме коэффициентов для осуществления переноса из

60 третьего (младшего) и второго разрядов.

Коэффициенты CI; — C:p равны коэффициентам для переноса из в1орого разряда в третий, коэффициенты С21 — С23 равны коэффициентам для осуществления переноса II3

65 третьего разряда во второй.

419906

1 ! !

1

12 22 12

Составитель А. Маслов

Текред Т. Курилко

Редактор Л. Цветкова

Корректор Н. Учакина

Заказ 1907/16 Изд. М 1383 Тираж 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета . 1 ítt".ãðàü СССР.;о делам изобрстсшш и открытпш

Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4 6

Типография, пр. Сапунова, 2

Применительно к дагп ой схеме они равны:

1 1

ф— фф— + — 0,7о, 2 4

С11 С и: С1в: С2, — — Сав - — Саа—

Предмет изобретения

Обратимый многоразрядный сумматор с умножепием на постоянный коэффициент, содержащий и одноразрядных обратимых сумматоров»а операционных усилителях с последовательпо включепными основными и вспомогательными двухполюсниками в цепи обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, оп содержит и

5 резисторов и п функцпоиальных преобразователей, входы которых соединены с входцыми клеммами устройства, а также с основными и вспомогательныAIH двухполюсниками соответствующих одноразрядных обратимых сум10 маторов, а выходы подключены через резисторы ко входам соответствующих операционных усилителей.