Контролируемый сумматор со сквозным переносом

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 1767760 (6 l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 12.07,78 (2l ) 2644532/18-24 (51)М. Кл. йЗ 06 F 11/00 с присоединением заявки ¹â€”

Геоудерстеенный комитет

СССР по денам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 30.09.80. Бюллетень Ж 36 (53) УДК 681.3 (088.8) Дата опубликования описания 02.10 80 (72) Авторы изобретения

И. В. Ледулев и А. А. Шостак (7й ) Заявитель

Минский радиотехнический институт (54) КОНТРОЛИРУЕМЫЙ СУММАТОР

СО СКВОЗНЫМ ПЕРЕНОСОМ

Изобретение относится к области вы числительной техники и может быть при менено при разработке арифметиче"ких устройств, контроль которык организовав по четности, а используемые сумматоры образуют разрядные переносы сквозным (последовательным) способом.

Известен сумматор со сквозным переносом, содержащитй в каждом разряде узел суммы, включающий элементы сло» жения по модулю два, и узел переноса, вилючаюыий элементы И и ИЛИ (1).

Основной недостаток известного сумматора заключается в невозможности об» наружения ошибок в формировании разрядных переносов при органиэации его контроля по четности.

Отмеченный недостаток устраняется в сумматоре со сквозным переносом и функциональной зависимостью суммы от переноса, содержащем в каждом разряде узел переноса и узел суммы с функцио-.. нальной зависимостью от переноса, причем входы узла суммы с функциональной,2 зависимостью от переноса соединены с шинами значений раэряднык слагаемых, с шиной значения переноса из предыдущего разряда сумматора, с выходами прямого и инверсного значений пепеноса узла переноса данного разряда (2).

Существенным недостатком известного сумматора является большой объем его оборудования, составляющий на разряд

N . 28 единиц в смысле цены Квайна.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является сумматор со сквозным переносом, содержащий s каждом разряде элемейт И и элемент

ИЛИ, узел суммы, включающий элемент сложения по модулю два,.узел переноса, содержащий эчемент И и элемент ИЛИ, узел дублированного переноса, включающий элемент И и элемент ИЛИ, причем входы элемента И и элемента ИЛИ под. ключены к шинам значений раэряднык слагаемых, первые входы элемента сло». жения по модулю два узла суммы и элемента И узла переноса соединены с ши-

7677

3 ной значения переноса из предыдущего разряда сумматора, первые входы элементов ИЛИ узла переноса и узла дублированного переноса - с выходом элемента И, второй вход элемента И узла переноса и первый вход элемента И уэ ла дублированного переноса - с выходом элемента ИЛИ, выход элемента И

"узла йереноса подключен к второму входу элемента ИЛИ узла переноса, выходы элемента сложения по модулю два эле- мента ИЛИ и элемента И узлов соответ ственно суммы, переноса и дублированного переноса являются и их выходами значений соответственно суммы, переноса и дублированного переноса P), В известном сумматоре при формировании разрядных сумм Sq, дублируемых С и дублированных Си переносов использу4 ются следующие логические выражения:, И НИ И-1= П И + И-Р р+ и у 1 r а гце ИИ=6иМТн- полусумма И -ro разря-, да; 25 и= АТи= n+ и функции соответственно ! генерации и транзита пе- реноса для Й -го разря да сумматора;

С 1 — перенос из предыдущего ЗО (И-1)-го разряда;

О 1,1 1 - разрядные слагаемые.

Это позволяет обнаруживать по четности все ошибки, вызываемые одиночной неисправностью сумматора, причем при формировании разрядных сумм, дублируемых и дублированных переносов можно использовать общие схемы формирования функций генерации и транзита переноса.

Объем оборудования одного разряда из- 4О

1 вестного сумматора составляет 26 еди. ниц.

Однако в известном сумматоре, испольl зующем общие схемы формирования функ ций генерации и транзита переноса, при 45 формировании разрядных сумм 5> нельзя

"воспользоваться минимальным выражением для формирования полусуммы Н, а именно, что H =- Q>7 1, так как в этом случае возможны необнаруживаемые ошибки, вызываемые неисправностью схем форми рования функций генерации перейоса.

Действительно, из значения произведения булевых разностей . . . 5

as„„ac

1 ъ .= 1 1 С, =-г видно, что в тех случаях, когии N-1 и

I ца 9 1=Ьи О ошибка в фоРмиРовании фи.

4 функции всегца привецет к необнаруживаемому классу ошибок в работе сумматора.

Таким образом нецостатком известного сумматора является относительно большой объем его оборудования.

11ель изобретения - сокращение оборудования сумматора.

Поставленная цель достигается тем, что в контролируемый сумматор со сквозным переносом, содержащий в кажцом разряце элемент И и элемент ИЛИ, узел

1 формирования суммы, который включает узел сложения по модулю два, узел переноса, содержащий элемент И и элемент

ИЛИ, узел дублированного переноса, имеющий элемент И и алемент ИЛИ, причем входы элемента И и элемента ИЛИ явля- ются входами разрядных слагаемых сумматора, выход элемента И соединен с первыми входами элемента ИЛИ узла переноса и элемента, ИЛИ узла дублированного переноса, выход элемента ИЛИс первыми входами элемента И узла переноса и элемента И узла дублированного переноса, первый вход сумматора по модулю два узла формирования суммы соединен со вторым входом элемента И уэла переноса и со входом значения переноса из предыдущего разряда сумматора, выхоцы элемента И узла дублированного переноса, элемента ИЛИ узла переноса, сумматора по модулю два узла формирования суммы являются соответственно выходами дублированного переноса, переноса и суммы сумматора, в узел форми« рования суммы введен элемент И, выход которого соединен со вторым входом сумматора по модулю два, выход элемента

ИЛИ связан со входом алемента И узла формирования суммы, выхоц элемента Ис инверсным входом элемента И узла формирования суммы, второй вход элемента ИЛИ узла дублированного переноса - со входом элемента И узла переноса, выход элемента ИЛИ узла дублированного переноса соединен со вторым входом элемента И узла дублированного переноса.

Таким образом предлагается, во-пер-: вых, с целью сокращения оборудования сумматора разрядные суммы 6 1 форми- ровать в соответствии с выражением

S =- Q>T, VG„ во-вторых, с целью обнаружения при атом всех ошибок, вызываемых оциночной неисправностью схем формирования функций генерации и транзита переноса, в случае использования в сумматоре общих схем формирования функций генерации и транзита переноса, дублиро5 7677 ванные переносы формировать следующим образом: сан --ти(6и.си„).

B этом случае любая одиночная ошибка в формировании функции генерации или 5 транзита переноса всегда приведет к обнаруживаемому классу ошибок в работе сумматора, На чертеже приведена функциональная ,схема контролируемого сумматора со сквозным переносом (рассмотрен И -й разряд) .

Сумматор содержит элемент И 1 и элемент ИЛИ 2 для формирования функций, соответственно генерации и транзита переноса, входы которых подключены ко входам 3 значений разрядных слагаемйк, узел 4 формирования суммы, включающий элемент И 5 и узел 6 сложения по модулю два, узел 7 переноса, содержащий элемент И 8 и элемент ИЛИ 9, узел 10 дублированного переноса, включаюший элемент ИЛИ 11 и элемент И 12. Выкод элемента И 1 соединен с инверсным входом элемента И 5 узла 4 и с первыми входами элементов ИЛИ 9, 11 соответственно 7 и 10, первый вкод узла 6 сложения по модулю два узла 4 формирования суммы, второй вход элемента И 8 узла

7 переноса и второй вход элемента ИЛИ

11 узла 10 дублированного переноса соединены с шиной 13 значения переноса из предыдущего разряда сумматора. Выход элемента И 5 и узла 4 связан со вторым входом узла 6 сложения по моду- 35 лю два узла 4, выход элемента И 8 узла

7 переноса - со вторым входом элемента

ИЛИ 9 узла 7 переноса. Выход элемента

ИЛИ 11 узла 10 дублированного переноса соединен со .вторым входом элемента 40

И 12 узла 10 дублированного переноса.

Выходы узла 6 сложения по модулю два, элемента ИЛИ 9 и элемента И 12 узлов

4, 7, 10 являются и их выходами 14, 15 и 16 значений соответственно суммы, переноса и дублированного переноса.

Сумматор работает следующим образом.

Пусть возникла ошибка в формировании

5g суммы, вызванная неисправностью узла 4 формирования суммы. Но тогда она будет обнаружена контролем; так как одиночная ошибка в сумме обнаруживается контролем по четности. Неисправность узла 7 переноса может привести к воз. никновению как одиночной, так и групповой ошибок в сумме. Но так как при фор мировании разрядных сумм используются

6 значения разряднык переносов, а при предсказании четности суммы — значения дублированнык переносов, то общее число ошибок в разрядак суммы и дублированного переноса всегда нечетно, а следо,вательно, обнаруживается по четности.

B этом случае возможны следующие сочетания ошибок в сумме и дублированном переносе:

5 5 5 С 9 Ь

Vi+1 И1,5И+а,СИ,115И+1.6И+2.ЬИ+Ъ>

ca a

,.1, + + ит.д.Неисправностьузла 10дуб. г л нрованного переноса может привестнл ишь к ошибке в формировании дублированного переноса, так как выход этого узла используется только в схеме предсказания четности суммы и не принимает участия в формировании разряднык сумм и переносов. Поэтому неисправность узла 10 дублированного переноса также обнару« живается контролем по четности. В предлагаемом сумматоре неисправность элемента И 1 или элемента ИЛИ 2 всегда обнаруживается по четности. Неисправность, например, элемента И 1 могла бы привести к необнаруживаемому классу ошибок вработе сумматора,,если бы она вызывала одновременно ошибки в С, Sg или C, „, Я или Сд, С . Однако из анаcl 8 лиза значений произведений булевых разностей видно, что такое сочетание ошибок невозможно. Это же справедливо и по отношению к элементу ИЛИ 2, Данный сумматор со сквозным переносом также, как и известный, позволяет организовать обнаружение всек сочетаний ошибок, вызываемык одиночной неисправ ностью сумматора при организации его контроля по четности. Однако в предлагаемом сумматоре объем оборудования ужа суммы сокращен примерно на 28%, что по отношению к объему оборудования всего сумматора составляет примерно

15 Ь (объем оборудования на разряд в известном сумматоре равен 26 единицам в смысле цены Квайна, в предлагаемом сумматоре — 22 единицам).

Формула изобретенияКонтролируемый сумматор со сквозным переносом, содержащий в каждом разряде элемент И и элемент ИЛИ, узел формирования суммы„который включает узел сложения по модулю два, узел переноса, включающий элемент И и элемент ИЛИ, /

7 7677 узел дублированного переноса, содержащий элемент И и элемент ИЛИ, причем входы элемента И и элемента ИЛИ являются входами разрядных слагаемых сумматора„ выход элемента И соединен с первыми входами элемента ИЛИ узла переноса и элемента ИЛИ узла дублированного переноса, выход элемента И узла переноса соединен со вторым входом элемента

ИЛИ узла переноса, выход элемента . 10

ИЛИ соединен с первыми входами элемента И узла переноса и элемента И узла дублированного переноса, первый вход сумматора йЬ модулю два формирования суммы соединен со вторым входом эле- 15 мента И узла переноса и со входом значения переноса из предйдущеГо разряда сумматора„выходы элемента И узла дублированного переноса, элемента ИЛИ узла- переноса, сумматора по модулю два рр узла формирования суммы являются соответственно выходами дублированного переноса, переноса и суммы сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с делью сокращения оборудования сумма- 25

60 8 тора, в узел формирования суммы введен элемент И, выход которого соединен со вторым входом сумматора по модулю два выход элемента ИЛИ соединен со входом элемента И узла формирования суммы, выход элемента И соедине н с инверсным входом элемента И узла формирования . суммы, второй вход элемента ИЛИ узла дублированного переноса соединен со входом элемента И узла переноса, выход элемента ИЛИ узла дублированного переноса соединен со вторым входом элемен та И узла дублированного переноса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Селлерс Ф. Методы обнаружения. ошибок в работе 3UBN. М., "Мир", 1972, с. 107.

2. Авторское свидетельство СССР

М 397909,.кл, Gr 06 F 7/50, 04.06.71.

3. Селлерс,Ф. Методы обнаружения ошибок в работе ЭПВМ. M., "Мир", 1972, с, 122-128, фиг. 7,6.

767760

1 ю1

I!

1

Заказ 7196/45 Тираж 751 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4. Составитель И. Сигналов

Редактор М. Грузова Техред М.Петко Корректор О. Билак