Полный троичный сумматор

 

CoIo3 Coo@ TcNwI

Соцнапнстнческне

Респубпнк

© П И » A Н И Е в826342

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сема-ву (22)Заявлено 28.06,79 (21) 2807652/)8-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5I )Nl. Кл.

6 06 F 7/49

Веудеретеениье1 кеннтет

СССР

so аееен нзе6ретенее к еткрнтмй

Опубликовано 30.04.81. Бюллетень йе l 6 (53) УДК68! . 325..5(088, &}

Дата опубликования описания 10.05.81 (72) Автор изобретения

) 1 Р»7 "

А.С.Саакян (71) заявитель

ВИЬЛИОТГЩ (54) ПОЛНЫЙ ТРОИЧНЫЙ СУММАТОР

Изобретение относится к вычисли тельной технике н предназначено дляпостроения арифметических логических устройств,-а также целей аппаратного контроля ЭЦВМ; работающих в троичной системе. 3

Известны сумматоры по модулю три, выполненные на сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса (1j и f2).

Недостатками таких сумматоров являются низкое быстродействие, боль- 1о шая потребляемая мощность, низкая технологичность изготовления„.

Известен сумматор по модулю три, построенньй на логических элементах

НЕ. И.

fj

Однако в этом сумматоре отсутствует формирование сигнала переноса и не учитывается перенос из нредыдущего разряда, ввиду чего его нельзя использовать для построения многоразрядных сумматоров.

Наиболее близким к предлагаемому является полный двоичный сумматор, 2 выполненный на трех пороговых зле|ментах f4). Известно, что каждый пороговый элемент можно выполнить на переключателях тока, причем количество.переключателей тока, необходимых для построения порогового элемента, на единицу больше количества его входов (5).

Таким образом, количество переключателей тока, необходимых для построения полного троичного сумматора, равно 2l, что свидетельствует о сложности его схемы, и, следовательно, потреблений.им большой мощности, что является существенньек недостатком при монолитно-интегральном исполнении схемы.

Цель изобретения - упрощение схемы сумматора.

Поставленная цель достигается тем, что полный троичный сумматор, содержащий переключатели тока, содержит диоды Шоттки, развязывающие диоды, резисторы питания и согла3 82634 сователи уровня, представляющие собой эмиттерные повторители, причем вход переноса сумматора через первый согласователь уровня подключен к базе первого транзистора первого переключателя тока, база второго транзистора которого соединена с первой шиной опорного напряжения сумматора, эмиттеры первого и второго транзисторов первого переключателя тока объединены и через резистор соединены с отрицательной шиной питания, коллекторы первого и второго транзисторов первого переключателя тока соедииены с эмиттерами транзисторов соответственно второго и третьего переключателей тока, базы первых транзисторов второгои третьего переключателей тока через второй согласователь-уровня подключены ко входу младыего разряда первого операнда сумматора, базы вторых транзисторов второго и третьего переключателей тока через третий согласователь уровня подключены по входу старшего разряда первого операнда сумматора, базы третьих транзисторов второго и третьего переключателей тока соединены со второй шиной опорного напряжения сумматора коллектор первого транзистора второго переключателя тока соединен с эмиттерами транзисторов четвертого переключателя тока, коллекторы второго транзистора второго переключателя тока и первого транзистора третьего переключателя тока объединены и подключены к "эмиттерам транзисторов пятого переключателя тока, коллекторы третьего транзистора второго переключателя тока и второго транзистора третьего переключателя тока объединены и подключены к эмиттерам транзисторов шестого переключателя тока, коллектор третьего транзистора третьего переключателя тока соединен . с эмиттерами транзисторов седьмого переключателя тока, базы первых транзисторов четвертого, пятого, шестого и седьмого переключателей тока соединены со входом младшего разряда второго операнда сумматора, базы вторых транзисторов четвертого, пятого шестого и седьмого переключателя тока соединены со входом старше10

45 го разряда второго операнда сумматора,5, базы третьих транзисторов четвертого, пятого, шестого и седьмого переключателей тока соединены с третьей шиной опорного напряжения сумматора, коллектор первого транзистора четвертого переключателя тока соединен . с катодами первого и второго диодов

Шоттки,коллекторы второго транзистора четвертого переключателя тока и первого транзистора пятого переключателя тока объединены и подключены к катодам третьего и четвертого диодов Шоттки, коллекторы третьего транзистора четвертого переключателя тока, второго транзистора пятого переключателя тока и первого транзистора шестого переключателя тока объединены и подключены к катодам пятого и шестого диодов Шоттки, коллекторы третьего транзистора пятого пе. реключателя тока, второго транзистора шестого переключателя тока и первого транзистора седьмого переключателя тока объединены и подключены к катодам седьмого, восьмого и девятого диодов Шотткн, коллекторы третьего транзистора шестого переключателя тока и второго транзистора седьмого переключателя тока объединены и соединены с катодами десятого, одиннадцатого и двенадцатого диодов

Шоттки, коллектор третьего транзистора седьмого переключателя тока соединен с катодами тринадцатого, четырнадцатого и пятнадцатого диодов

Шоттки, коллекторы первого, второго, третьего и четвертого выходных транзисторов соединены с положительной шиной питания сумматора, эмиттеры первого, второго и третьего выходных транзисторов соединены с соответствующими выходами суммы сумматора, эмиттер четвертого выходного транзистора соединен с выходом переноса сумматора, аноды второго, третьего, седьмого и десятого диодов Шоттки соединены с базой первого выходного транзистора, аноды первого, шестого, восьмого и пятнадцатого диодов Шоттки соединены с базой второго выходного транзистора, аноды .четвертого, пятого, одиннадцатого и четырнадцатого диодов Шоттки соединены с базой третьего выходного транзистора, аноды девятого, двенадцатого и тринадцатого диодов Шоттки соединены с базой четвертого выходного транзистора, база каждого из выходных транзисторов через соответствующий резистор питания и развяэывающий диод, включенные параллельно, соединены

1с положительной шиной питания сумматора.

826342 6 ватель уровня, а также резисторы 59 и 60.

) I 0 0

0 I 0

1 0 0 1

1 0 ) 0

) 0 0

0 I 1,3,9

001311

0)1412

1 0 1,4 13

27, 28

0 1

26, 28

26,27

0 1

0 ) 26, 28

26,27

1 0

1 0

0 0 ),4,14 25,27,28 0 1 0 0

1 0

1 0 0 1

0 I 0 0

0 0 I 0 ! 0 I 0

0 ) )5 !5

1 0 1,5,16

0 0 I 5,17

0 I 2,6,12

26,27

25,27,28

25,26,28

26,28

0 0

0 0

0 0

0 1

На чертеже приведена принципиальная схема полного троичного сумматора.

Сумматор .содержит транзисторы 124, причем транзисторы и 2 образуют первый переключатель тока, транзисторы 3-5 - второй переключатель тока, транзисторы 6-8 — третий переключатель тока, транзисторы 9-11четвертый переключатель тока, транзисторы 12-14 - пятый переключатель тока, транзисторы 15-17 — шестой переключатель тока, транзисторы !820 - седьмой переключатель. тока. Эти переключатели тока в совокупности образуют трехуровневый переключатель тока, в котором первый переключатель тока (транзисторы 1 и 2) образует первый уровень, второй и третий переключатели тока (транзисторы 3-8) образуют второй уровень, четвертый, пятый, шестой и седьмой переключатели тока (транзисторы 9-20) образуют третий уровень.. ТранзИсторы 21-24 являются выходными. Сумматор содержит также питающие регуляторы 25-28, диоды Шоттки 29-43, развязывающие диоды

44-47, резистор 48, а также транзистор 49, диод 50, резисторы 51 и 52, образующие первый согласовательуровня, транзистор 53 и резисторы 54 и

55, образующие второй согласователь уровня, транзисторы 56 н резисторы

57 и 58, образующие третий согласоБаза транзистора I через первый согласователь уровня (образованный транзистором 49, диодом 50 и резисторами 5! и 527 соединена со входом переноса сумматора, на который подается сигнал P базы транзисторов 3 и 6 через второй согласователь уровня (образованный транзистором 53 и резисторами 54 и 55) соединены со Вхо» дом младшего разряда первого операнда Х . Базы транзисторов 4 и 7 через третий согласователь уровня (образованный транзистором 56 и резисторами

57 и 58) подключены ко. входу старшего разряда первого операнда Х1. Базы транзисторов 9,12,15 и 18 соединены щв со входом младшего разряда второго операнда У . Базы транзисторов 10,13

)6 и 19 соединены со входом старшего разряда второго операнда У . На эмиттере транзистора 21 образуется сигнал

zs переноса P. Ha змиттерах транзисторов 22-24 образуются сигналы суммы

S i5q и 50.

Сделаем допущение, что падение напряжения на диодах Шоттки 29-43 рав30 но 0 °

Рассмотрим всевозможные допустимые сочетания состояния входов и реакцию выходов на зто сочетание. Результаты приведены в таблице.

826342

Продолжение таблицы

2,7,!5

26, 2?

25,27,28

26,27

25,26,28

25,27,28

25,27,28

25,26,28

25,26,27

1 0 0

0 1 0 0

1 0 0 1

0 0 1 0

0 1 0 0

0 1 0 0

0 1

0 1 0

0 0

0 О

0 1 0

0. 0 1

0 0 0

0 0 0

0 0 0

2,7,16

2,6,13

1 0

1 0

2,7,17

2,6,14

2,8,)8

2,8,19

2,8,20

0 0

0 0

0 1 0

0 0 !

0 д

1 0

0 0

Формула изобретения

Иэ таблицы видно, что предлагаемая схема реализует функцию полного троичного сумматора.

Предлагаемый полный трс ичный сум- 3о матор содержит семь переключателей тока в отличие от известного, для построения схемы которого требуется двадцать один переключатель тока. 35

Полный троичный сумматор, содержащий переключатели тока, о т л и ч а - 40 ю шийся тем, что, с целью упрощения сумматора, он содержит диоды

Шоттки, развязывающие диоды, резисторы питания и согласователи уровня, представляющие собой эмиттерные пов- 45 торители, причем вход переноса сумматора через первый согласователь уровня подключен к базе первого транзистора первого переключателя тока, база второго транзистора которого со- 5в единена с первой шиной опорного напряжения сумматора, эмиттеры первого и второго транзисторов первого переключателя тока объединены и через резистор соединены с отрицательной ши- 55 ной питания, коллекторы первого и второго транзисторов первого переключателя тока соединены с эмиттерами транзисторов соответственно второro и третьего переключателей тока, базы первых транзисторов второго и третьего переключателей тока через второй согласователь уровня под— ключены ко входу младшего разряда первого операнда сумматора, базы вторых транзисторов второго и третьего переключателей тока через третий согласователь уровня подключены ко входу старшего разряда первого операнда сумматора, базы третьих транзисторов второго и третьего переключателей тока соединены со второй шиной опорного напряжения сумматора, коллектор первого транзистора второго переключателя тока соединен с эмиттерами транзисторов четвертого переключателя тока, коллекторы второго транзистора второго переключателя тока и первого транзистора третьего переключателя тока объединены и подключены к эмиттерам транзисторов пятого переключателя тока, коллекторы третьего транзистора второго переключателя тока и второго транзистора третьего переключателя тока объединены и подключены к эмиттерам транзисторов шестого переключателя тока, коллектор третьего транзистора третьего переключателя тока соединен с эмиттерами транзисторов седьмого переключателя тока, базы первых транзисторов четвертого, пятого, шестого и седьмого переключателей

9 826342 тока соединены со входом младшего разряда второго операнда сумматора, базы вторых транзисторов четвертого, пятого, шестого и седьмого переклю- . чателей тока соединены со входом стар. 5

mего разряда второго операнда сумматора, базы третьих транзисторов четвертого, пятого, шестого и седьмого переключателей тока соединены с третьей шиной опорного напряжения )О сумматора, коллектор первого транзистора четвертого переключателя тока соединен с катодами первогои второго диодов Шоттки, коллекторы второго транзистора четвертого переключателя тока и первого транзистора пятого переключателя тока объединены и подключены к катодам третьего и четвертого диодов Шоттки, коллекторы третьего транзистора четвертого щ переключателя тока, второго транзистора пятого переключателя тока и первого транзистора шестого переключателя тока объединены и подключены к катодам пятого и шестого диодов

Шоттки, коллекторы третьего транзистора пятого переключателя тока, второго транзистора шестого переключателя тока и первого транзистора седьмого переключателя тока объединены и ЗО подключены к катодам седьмого, восьмого и девятого диодов Шоттки, коллекторы третьего транзистора шестого переключателя тока и второго транзистора седьмого переключателя тока объе- з динены и соединены с катодами десятого одиннадцатого и двенадцатого диодов Шоттки, коллектор третьего транзистора седьмого переключателя тока соединен с катодами тринадцатого, четырнадцатого и пятнадцатого диодов

Шоттки, коллекторы первого, второго, третьего и четвертого выходных транзисторов соединены с положительной шиной питания сумматора, змиттеры первого, второгои третьего выходных транзисторов соединены с соответствующими выходами суммы сумматора, эмиттер четвертого выходного транзистора соединен с выходом переноса сумматора, аноды второго, третьего, седьмого и десятого диодов Шоттки соединены с базой первого выходного транзистора, аноды первого, шестого, восьмого и пятнадцатого диодов Шоттки соединены с базой второго выходного транзисто" ра, аноды четвертого, пятого, одинадцатого и четырнадцатого диодов Шоттки соединены с базой третьего выходного транзистора, аноды девятого, двенадцатого и тринадцатого диодов

Шоттки соединены с базой четвертого выходного транзистора, база каждого иэ выходных транзисторов через соответствующий резистор питания и развязывающий диод, включенные параллельно, соединены с положительной шиной питания сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

)) 441564, кл. G 06 F 7/50, 1970;

2. Авторское свидетельство СССР

)) 455339, кл. G 06 F 7/385, 1972.

3. Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. И., "Энергия", )968, с. 305-307, рис. 9.3.

4. Авторское свидетельство СССР

В 416691., кл. G 06 F 7/385, 1972 (прототип).

5. Авторское свидетельство СССР

Ф 271570, кл. Н 03 К 5/08., 1970.